RNA estrutura em dupla hélice identificados usando luz síncrotron

Quando Francis Crick e James Watson, descobriu a estrutura de dupla hélice do ácido desoxirribonucleico (DNA) em 1953, suas descobertas começou uma revolução genética para mapear, estudar e ordenar os blocos de construção dos organismos vivos.

o ADN codifica o material genético passado de geração em geração. Para que a informação codificada no DNA seja feita nas proteínas e enzimas necessárias para a vida, o ácido ribonucleico (RNA), material genético de cadeia única encontrado nos ribossomas das células, serve como intermediário. Embora geralmente de cadeia simples, algumas sequências de RNA têm a capacidade de formar uma dupla hélice, muito parecido com o DNA.Em 1961, Alexander Rich, juntamente com David Davies, Watson e Crick, hipotetizaram que o RNA conhecido como poli (rA) poderia formar uma dupla hélice de cadeia paralela.Cinqüenta anos depois, cientistas da Universidade McGill cristalizaram com sucesso uma sequência de RNA curta, poly (rA)11, e usaram dados coletados na fonte de luz Canadense (CLS) e no síncrotron de alta energia de Cornell para confirmar a hipótese de uma dupla hélice de poli (rA).

the detailed 3D structure of poly (rA)11 was published by the laboratory of McGill Biochemistry professor Kalle Gehring, in collaboration with George Sheldrick, University of Göttingen, and Christopher Wilds, Concordia University. Wilds e Gehring são membros da Associação de biologia estrutural de Quebec. The paper appeared in the journal Angewandte Chemie International Edition under the title of “Structure of the Parallel Duplex of Poly (a) RNA: Evaluation of a 50 year-Old Prediction.”

” após 50 anos de estudo, a identificação de uma nova estrutura de ácido nucleico é muito rara. Então, quando nos deparamos com os cristais incomuns de poli (rA), nós pulamos sobre ele”, disse o Dr. Gehring, que também dirige o programa de treinamento McGill Bionanomachines.Gehring said identifying the double-helical RNA will have interesting applications for research in biological nanomaterials and supramolecular chemistry. Os ácidos nucleicos têm propriedades surpreendentes de auto-reconhecimento e seu uso como material de construção abre novas possibilidades para a fabricação de bionanomachinas – dispositivos nanoscale criados usando biologia sintética.

“as Bionanomaquinas são vantajosas devido ao seu tamanho extremamente pequeno, baixo custo de produção e a facilidade de modificação”, disse Gehring. “Muitas bionanomachinas já afetam nossas vidas cotidianas como enzimas, sensores, biomateriais e terapeutas médicas.”

Gehring acrescentou que a prova do ARN dupla hélice pode ter diversos benefícios a jusante para os tratamentos médicos e curas para doenças como a AIDS, ou mesmo para ajudar a regenerar tecidos biológicos.

“Our discovery of the poly (rA) structure destaques the importance of basic research. Estávamos à procura de informações sobre como as células transformam o ARNm em proteínas, mas acabámos por responder a uma pergunta de longa data da química supramolecular.”

For the experiments, Gehring and a team of researchers used data obtained at the CLS Canadian Macromolecular Crystallography Facility (CMCF) to successfully solve the structure of poly (rA)11 RNA.

CMCF Beamline Cientista Michel Fodje disse que os experimentos foram muito bem-sucedidos na identificação da estrutura do RNA e pode ter consequências para a forma como a informação genética é armazenada nas células.

“embora o DNA e o RNA sejam ambos Portadores de informação genética, existem algumas diferenças entre eles”, disse o Dr. Fodje. “as moléculas de ARNm têm caudas de poli (rA), que são quimicamente idênticas às moléculas do cristal. A estrutura poli (rA) pode ser fisiologicamente importante, especialmente em condições em que há uma elevada concentração local de ARNm. Isto pode acontecer quando as células são estressadas e o ARNm se concentra em grânulos dentro das células.”

com esta informação, os investigadores continuarão a mapear as diversas estruturas do RNA e os seus papéis no desenho de novas bionanomachinas e em células durante tempos de stress.

Research on the poly (rA) structure was funded by grants from the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada with support from the Canada Foundation for Innovation, the Government of Quebec, Concordia University, and McGill University.