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研究:关于基因转录过程生物教科书错了

2020-12-9 未解之谜网

新研究发现以前教科书上对基因转录过程的描述是错误的。利用先进的低温电子显微镜技术,一项新研究第一次看到了细胞内基因转录的部分过程。

基因转录是几乎所有生命的重要基础,通过信使RNA取得基因内的指令,指挥细胞从事各自既定的工作。科学家之前了解到的转录过程是:RNA利用聚合酶包裹在DNA的双链接构上,开始复制其中一条链状结构的编码信息。当信息复制完成的时候,某种机制使得RNA从DNA链上分开,至此转录过程完成。

而这个过程由一种Rho蛋白控制。自从发现这种蛋白之后至今五十多年来,教科书中都把这种蛋白做为一种典型的终止转录蛋白,认为在转录完成的时候,这种蛋白将能自动绑定于RNA,并将转录完毕的RNA从包裹在DNA外面的聚合酶结构中拉出。

可是这份新研究发现,Rho完全不可能在转录结束的时候才找到并绑定RNA将其拉出,而是一直位于RNA聚合酶的内部,在转录结束的时候,通过与其它蛋白的合作,改变包裹在DNA外面的大型聚合酶结构,使其释放已经完成复制工作的RNA。

这份研究使用大肠杆菌作为研究对象,是科学家第一次拍下其内部RNA聚合酶的工作过程。这份研究的作者之一、美国俄亥俄州立大学的微生物学教授阿尔西莫维奇(Irina Artsimovitch)说:“这是在任何系统中(观察到的)第一个转录终止结构。在蛋白Rho的作用下,聚合酶结构改变的过程发生得相当迅速,就算不是几秒钟之内,也就是几分钟之内。我们虽然无法提取一个稳定聚合酶结构进行分析,但是可以观察到这个过程。”

阿尔西莫维奇说,以前教科书对蛋白Rho的工作机制是建立在简化的生化实验上得出的,基本上忽略了这其中最关键的因素——RNA聚合酶的作用,而定义出的粗略的过程。

这份研究使用低温电子显微镜,捕捉了大肠杆菌DNA内的RNA聚合酶结构,再结合计算机分析,才能了解到精确的转录终止过程。

这份研究11月26日发表在《科学》(Science)期刊上。

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