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RNA复制酶的功能机制研究

放大字体  缩小字体 来源:admin 2024-10-27 14:23  浏览次数:90 来源:本站    

  

  

  生命的复杂分子机制是如何从简单的开始产生的,这一直是个谜。大量证据表明,生命起源于一个原始的“RNA世界”于是,一个“RNA复印机”或复制酶开始复制自己和其他RNA分子,从而引发进化。

  但在现代生物学中,更有效的蛋白质机器似乎已经取代了过时的复制酶,仿佛它已经消失在时间的迷雾中。科学家们一直致力于在实验室中复制RNA复制酶的类似物,以支持RNA世界理论。尽管已经发现了这些古代复制酶的分子“二重身”,但很难确定它们的精确分子结构和作用方式。

  一组研究人员利用低温电子显微镜(cryo-EM)在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表的一篇研究报告中,首次发现了RNA复制酶的原子结构。Holliger小组设计了正在研究的RNA复制酶,使其在共晶冰相(冰状)中使用核苷酸三联体有效地复制长模板。

  Emil L. Kristoffersen,丹麦奥胡斯大学助理教授,从Holliger实验室博士后研究归来,安排与Andersen实验室合作,用冷冻电镜(cryo-EM)确定RNA复制酶的结构。

  该结构与基于蛋白质的聚合酶具有显著的相似性,其特征域以分子形式排列,类似于底物识别,聚合和模板结合的张开的手。

  研究人员进行了彻底的突变分析,以确定关键的RNA结构成分,从而更好地了解RNA复制酶的功能。

  除了确认催化位点的特征外,该分析还证明了将催化亚基和支架结合在一起的两个接吻环相互作用的重要性,以及特定RNA结构域对复制酶复制RNA链的保真度或精度的重要性。

  即使无法确定活性RNA复制过程中“起作用”的复制酶的结构,也可以构建一个符合所有实验证据的基于RNA的RNA复制模型。

  尤恩·麦克雷也在奥胡斯大学安徒生实验室做过冷冻电镜博士后。

  这项研究对被认为是生命之树基础的RNA复制酶进行了有趣的初步观察。然而,与基于蛋白质的聚合酶相比,目前正在开发的基于rna的复制酶效率低下,无法支持自身的复制和进化。

  本研究的结构知识可能有助于开发更有效的复制方法,使他们更接近在试管中创造RNA世界的情况。

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