$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Синтез белка является наиболее энергоемким процессом в клетках 1,2. Следовательно, не удивительно , что белковые содержаний в основном контролируются на поступательными , а не транскрипционной 3,4,5 уровня. Полисом является фундаментальным макромолекулярная компонентом, который преобразует информацию мРНК в функциональных белковыми считываниями. Полисомы до сих пор признается в качестве макромолекулярных комплексов , где несколько поступательных управления сходящихся 6-13. Несмотря на сотни исследований структуры рибосом 14- 16, детальные молекулярные способность проникновения в суть динамики перевода и топология полисом обнаружена ограниченный интерес. Как следствие, организация родного polysomal рибонуклеопротеиновой комплекса и его потенциальное влияние на перевод все еще довольно неясными вопросы. Полисомы может скрыть все еще неизвестные налаженной и функциональной организации, потенциально отражая какие нуклеосом и эпигенетические ControLs представляли для поля транскрипции. Действительно, исследование этой интригующей гипотезы требует дополнительных исследований и новых технических подходов. В этой линии, структурные методы и атомно - силовой микроскопии могут плодотворно сотрудничать , чтобы раскрыть новые механизмы для контроля экспрессии генов, аналогично тому , что было достигнуто за нуклеосомой 17,18.
С момента открытия рибосомы 14-16, его структура была широко охарактеризованы в прокариот, дрожжей 19,20 21 и совсем недавно в человеческом 22, обеспечивая молекулярное описание механизмов на основе синтеза белка. Полисомы были первоначально признаны на мембране эндоплазматической сети, образуя типичные 2D геометрические организации 14. Как упоминалось ранее, полисом сборка не является объектом постоянного интереса как структуры рибосом. В прошлом полисома были изучены по существу Тгansmission ЭМ на основе методов. Только в последнее время , методы крио-ЭМ позволило 3D - реконструкция очищенных полисом из систем 23-26 перевода в пробирке, клеточные лизаты человека 27 или в клетках 28. Эти методы предложили более рафинированный информацию о рибосом-рибосома организации в полисом 23, 26-28 и предварительный молекулярный описание контактных поверхностей соседних рибосом зародышей пшеницы в полисом 24. Таким образом, крио-ЭМ томография позволяет раскрытие рибосом-рибосома взаимодействий с молекулярной подробно, но она обременена обширной постобработки и реконструкции аналитических исследований, которые требуют больших вычислительных ресурсов для обработки данных. Кроме того, чтобы получить молекулярную деталь рибосом-рибосома взаимодействий, весьма разрешены карту рибосомы требуется, и этот вид опорной рибосомы доступен только для нескольких видов. Важно отметить, что крио-ЭМ томография не в состоянии обнаружить свободную РНК. Therefруда, новые методы, необходимые для полного понимания организации перевода машин.
Помимо крио-ЭМ, AFM был также использован в качестве полезного инструмента для непосредственного получения изображений полисом в низших эукариот 29-33 и человека 27. По сравнению с ЭМ, AFM не требует фиксации образца или маркировки. Кроме того, измерения могут быть выполнены в почти физиологических условиях и с уникальной возможностью четко идентифицировать как рибосомы и обнаженные нити РНК 27. Визуализация отдельных полисом может быть выполнена относительно быстро, получая тысячи изображений на нано-разрешением с небольшим усилием постобработки по сравнению с обширной и тяжелой последующей обработки и анализа реконструкции требуется крио-ЭМ микроскопии. Следовательно, AFM обработки и анализа данных не нужны дорогостоящие рабочие станции и высокой вычислительной мощности. Таким образом, этот метод собирает информацию о polysomal формы, морфологические характеристики (например,высота, длина и ширина), рибосома плотности, наличие свободной РНК и число рибосом на полисом 27 с более высокой пропускной способности, чем крио-ЭМ. Таким образом, AFM представляет собой мощный и комплементарный подход к методам EM изобразить полисом 27.
Здесь мы представляем полный трубопровод от очистки к анализу данных, где AFM применяется к изображению и анализа мыши полисом мозга. Предлагаемый протокол сосредоточен на вопросах очистки и на точном осаждения полисом на слюде субстратов, которые используются для создания изображений АФМ. В дополнение к обычным анализа размеров частиц , которые могут быть легко выполнены с общим программным обеспечением , используемой AFM общности, ImageJ 34 плагин, называемый RiboPick, представлен для подсчета количества рибосом на полисом 27, 35.