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Artigo de método

Réguas duplas do ADN para estudar o mecanismo da translocação ribosome com a definição do único-nucleotide

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DOI:

10.3791/59918

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8 de julho de 2019

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Neste artigo

Resumo

O ensaio duplo da régua do ADN é desenvolvido para determinar a posição do mRNA durante a translocação Ribossoma, que confia nas forças da dissociação dos duplexes dados forma do ADN-mRNA. Com a definição e a capacidade single-nucleotide de alcangar ambas as extremidades do mRNA, pode fornecer introspecções mecanicista para o translocação e a sonda Ribossoma outros deslocamentos do ácido nucleico.

Resumo

A translocação Ribossome refere-se ao movimento ribossômico no mRNA por exatamente três nucleotídeos (NT), que é o passo central na síntese proteica. Para investigar o seu mecanismo, existem dois requisitos técnicos essenciais. Primeiro é a resolução de NT único que pode resolver translocação normal de frameshifting, durante o qual o Ribossome move por outros de 3 NT. A segunda é a capacidade de sonda tanto os lados de entrada e saída do mRNA, a fim de elucidar todo o quadro de translocação. Nós relatamos o ensaio duplo da régua do ADN que é baseado nas forças críticas da dissociação de duplexes do ADN-mRNA, obtidos pela espectroscopia de magnetização remanescente força-induzida (FIRMAS).  Com resolução de força de 2-4 pN, o ensaio de régua dupla é suficiente para distinguir diferentes etapas de translocação. Implementando um linker longo nos DNAs de sondagem, podem alcangar o mRNA no lado oposto do ribosome, de modo que a posição do mRNA possa ser determinada para ambos os lados. Conseqüentemente, o ensaio duplo da régua é serido excepcionalmente para investigar a translocação Ribossoma, e o movimento ácido nucleico geralmente. Nós mostramos resultados representativos que indicaram um conformação em loop do mRNA e resolveram o translocação normal do frameshifting.

Introdução

O deslocamento Biomolecular é um parâmetro fundamental no estudo do mecanismo das funções biológicas relacionadas. Um exemplo particular é o translocação Ribossome1,2, durante que o ribossoma se move por exatamente três nucleotídeos (NT) no RNA do mensageiro (mRNA) normalmente, e por um, dois, ou outros números de NT exceto três no caso de ribossômica. Conseqüentemente, uma definição do único-NT do sistema da régua molecular é exigida para distinguir os tamanhos diferentes da etapa. Um desafio maior é sondar o movimento Ribossome nos lados da entrada e da saída. Em outras palavras, somente com um sistema de ré....

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Protocolo

1. preparação dos complexos ribosalguns

  1. Fazer 1.000 mL de tampão TAM10, que consiste de 20 mM Tris-HCl (pH 7,5), 10 mM mg (OAc)2, 30 mm NH4CL, 70 mm KCl, 5 mM EDTA, 7 mm Bme (2-Mercaptoetanol), e 0, 5% Tween20.
  2. Prepare as cinco misturas indicadas na tabela 1.
    Nota: o Ribossome foi da cepa MRE60011. EF-tu: fator de alongamento termo instável. EF-TS: fator de alongamento Thermo estável. GTP: trifosfato de guanosina. PEP: fosho (enol) piruvato.
  3. Incubar as cinco misturas separadamente a 37 ° c por 25 min antes de fazer os complexos ribosalguns. Prepare os cinco complexos ribosa....

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Resultados

A Figura 1 mostra o esquema de detecção e as fotografias dos componentes principais. A detecção magnética é alcançada por um magnetómetro atômico utilizando o esquema de digitalização (Figura 1a)13. A amostra é colocada sobre uma haste montada em um motor linear. O motor transporta a amostra ao sensor atômico dentro de um escudo magnético, a seguir de volta ao local original para descarregar. O magnetometro atômico detect.......

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Discussão

Em nosso ensaio duplo da régua, os grânulos magnéticos jogam dois papéis essenciais. Primeiro, eles servem como os transdutores de força porque a força centrífuga é proporcional à sua massa flutuante. Em segundo lugar, os grânulos são portadores do sinal detectados por um magnetometer atômico, que seja atualmente o sensor magnético o mais exato. Combinando manipulação mecânica e detecção magnética, a técnica de empresas é capaz de resolver um grande número de interações moleculares com base em suas forças de dissociação .......

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Divulgações

Nenhum conflito de interesse potencial foi relatado por autores.

Agradecimentos

Este trabalho é apoiado pelos institutos nacionais de saúde dos EUA (R01GM111452, Y.W., S.X.). Y. W. reconhece o apoio da Fundação Welch (E-1721).

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Tira de estirenoCidade da IndústriaMS-861
Lâminas de vidro Revestimentosevaporados60,0 &vezes; 4,0 &vezes; 0,3 mm3
Ácido acéticoMillipore SigmaA6283-500ML
3-AminopropiltrietoxissilanoUCT especialidades21400088
mPEG-SVALaysan Bio154-82
Biotina-PEG-SVALaysan Bio152-84
Bicarbonato de sódioMillipore SigmaS5761-500G
Cola epóxiDevcon31345
EstreptavidinaThermoFisher434301
Ácido fusídicoMillipore SigmaF0756-1G
Sulfato de neomicinaMillipore Sigma
Sulfato de ViomicinaMillipore Sigma1715000
Higromicinainvitrogen10687-010
Tris-HClMillipore SigmaT5941-100G
Acetato de magnésioMillipore SigmaM5661-50G
Cloreto de amônioMillipore SigmaA9434-500G
Potássio cloretoMillipore SigmaP9333-500G
EDTAGIBCO774750
2-mercaptoetanolMillipore SigmaM6250-500ML
Tween20Millipore SigmaP1379-250ML
GTPMillipore SigmaG8877-100MG
PEPMillipore SigmaP7127-100MG
Piruvato QuinaseMillipore SigmaP1506-5KU
Sacarose Millipore SigmaS7903-5KG
Dynabeads M-280 StreptavidinThermoFisher11205D
mRNA OligoIntegrated DNA Technologies1338997275′-Bio- CAA CUG UUA AUU AAA UUA AAU UAA UAA AAA GGA AAU AAAA AUG UUU AAU UUU UUA GGG CGC AAU CUA CUG CUG AAC UC-3′  
DNA Oligo IntegratedDNA Technologies1574686303?- TAA TTT AAT TTA ATT TTT CGA AAU AT50/TEGBio/-5? 
Tecnologias integradas oligodo ADN1648453703?-AAT TTA ATT TTT CCT TTA AAA AT50/TEGBio/-5'  
Tecnologiasde DNA Oligo IntegradasDNA 1574686283?-AAA ATC CCG CGT TAG AAC UGG GG/TEGBio/-5'  
Tecnologias integradasoligo do ADN1634727053?-CCG CGT TAG ATG ACG AGA ACG GG/TEGBio/-5'  
Tecnologiasde DNA Oligo IntegradasDNA 1386781303?-AGA TGA CGA CTT CTC GGG/TEGBio/-5'
Tecnologias integradasde DNA oligoDNA 1386781313?-T AGA TGA CGA CTT CTC GGG/TEGBio/-5'  
DNA Oligo IntegratedDNA Technologies1386781323?-TT AGA TGA CGA CTT CTC GGG/TEGBio/-5? 
Tecnologiasde DNA Oligo IntegradasDNA 1386781333?-GTT AGA TGA CGA CTT CTC GGG/TEGBio/-5'  
CentrífugaEppendorf5427R
Micro UltracentrífugaHitachiCS150FNX
Misturador de vórticeVWRVM-3000
Amplificador de bloqueioStanford Research SystemsSR530
Amplificador de bloqueioStanford Research SystemsSR830
LaserNewportTLB-6918-D
Gerador de funçãoStanford Research SystemsDS345
Detectores fotográficosThorlabsDET36A
1458009

Referências

  1. Noller, H. F., Lancaster, L., Mohan, S., Zhou, J. Ribosome structural dynamics in translocation: yet another functional role for ribosomal RNA. Quarterly Review of Biophysics. 50, 12(2017).
  2. Zhou, J., Lancaster, L., Donohue, J. P., Noller, H. F.

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Reimpressões e permissões

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