Химик-биофизик из Мичиганского университета со своими коллегами обнаружили самый мелкий и быстродействующий из известных молекулярных переключателей на основе РНК, вещества, родственного по химическому составу ДНК. Исследователи сообщают, что эти редкие короткоживущие структуры являются главными целями для разработки новых противовирусных средств и антибиотиков.
Ранее считалось, что РНК могут только хранить и передавать генетическую информацию, но сейчас известно, что это вещество является чем-то наподобие швейцарского ножа для клетки, поскольку выполняет широкий спектр задач и способен видоизменяться, принимая множество форм.
За последние десять лет, исследователи определили, что большая часть ДНК в наших клетках используется, чтобы синтезировать молекулы РНК, что РНК играет важную роль в регуляции экспрессии генов, и что эти макромолекулы действуют как переключатели, которые обнаруживают клеточные сигналы, а затем изменяют форму, чтобы передать соответствующий ответ другимх биомолекулам, находящимся в клетке.
Хотя функция переключения РНК хорошо документирована, Хашим аль-Хашими и его коллеги из университета сообщили 7 октября в Интернет-журнале «Nature» об открытии нового класса переключателей, значительно меньшего размера и на несколько порядков более быстродействующих, чем прочие из известного класса переключателей РНК.
Аль-Хашими называет эти короткоживущие структуры, которые были обнаружены с помощью новой методики визуализации, разработанной в его лаборатории, микропереключателями.
„Мы, наконец, смогли подробнее рассмотреть эти редкие альтернативные формы РНК, которые существуют лишь долю секунды, а затем исчезают“, — сказал аль-Хашими, работающий в лаборатории профессора химии и биофизики профессора Роберта Л. Кучковски. „Эти структуры так трудно увидеть потому, что они существуют лишь в течение примерно 1% от времени и только от одной микросекунды до одной миллисекунды“.
В биологии трехмерная форма молекулы определяет ее свойства и влияет на его функции. Молекулы РНК состоят из одной цепи, которые могут оставаться растянутыми в виде длинных нитей или складываться в сложные петли с разветвляющимися ступенеподобными элементами связи.
Микропереключатели, описанные исследователями из университета, включают в себя временные, локальные изменения структуры РНК в альтернативной форме, называемой возбужденными состояниями. Структурное изменение – это и есть переключатель: изменение формы сопровождается перечей биологических сигналов в другие части клетки.
„Эти возбужденные состояния соответствуют редким альтернативным формам, которые имеют биологические функции“, — сказал Аль-Хашими. „Эти альтернативные формы обладают уникальными архитектурными и химическими свойствами, которые могут преобразовать их в большие молекулы, к которым могут прикрепляться лекарственные средства. В некотором смысле они обеспечивают совершенно новый вид объектов для целенаправленного воздействия на них лекарственными препаратами“.
...
