De la misma manera que una sola pieza de un rompecabezas encaja en el conjunto, la molécula hipoxantina se une a una cadena de ácido ribonucleico ARN, que luego cambia su forma tridimensional en un segundo y al hacerlo desencadena nuevos procesos enLa célula. Gracias a un método mejorado, los investigadores ahora pueden seguir cambios estructurales casi inconcebiblemente pequeños en las células a medida que progresan, tanto en términos de tiempo como de espacio. El grupo de investigación dirigido por el profesor Harald Schwalbe del Centro de BiomolecularLa resonancia magnética BMRZ en la Universidad de Goethe ha logrado, junto con investigadores de Israel, acelerar cien mil veces el método de resonancia magnética nuclear RMN para investigar el ARN.
"Esto nos permite por primera vez seguir la dinámica de los cambios estructurales en el ARN a la misma velocidad que ocurren en la célula", dice Schwalbe, al describir este avance científico, y enfatiza: "El equipo encabezado por Lucio Frydman deel Instituto Weizmann en Israel hizo una importante contribución aquí "
Los nuevos tipos de experimentos de RMN utilizan moléculas de agua cuyos átomos pueden seguirse en un campo magnético. Schwalbe y su equipo producen agua hiperpolarizada. Para ello, agregan un compuesto al agua que tiene radicales electrónicos permanentemente desapareados. Los electrones puedenalinearse en el campo magnético a través de la excitación con un microondas a -271 ° C. Esta alineación antinatural produce una polarización que se transfiere a + 36 ° C a la polarización de los átomos de hidrógeno utilizados en la RMN. Las moléculas de agua polarizadas de esta manera soncalentado en unos pocos milisegundos y transferido, junto con hipoxantina, a la cadena de ARN. En general, el nuevo enfoque se puede aplicar para observar reacciones químicas rápidas y cambios de replegamiento de biomoléculas a nivel atómico.
En particular, los grupos imino en el ARN se pueden analizar de cerca usando este método. De esta forma, los investigadores pudieron medir los cambios estructurales en el ARN con mucha precisión. Siguieron una pequeña porción de ARN de Bacillus subtilis, que cambia su estructura duranteunión a hipoxantina. Este cambio estructural es parte de la regulación del proceso de transcripción, en el que el ARN se está formando a partir del ADN. Estos pequeños cambios a nivel molecular conducen una gran cantidad de procesos no solo en bacterias sino también en organismos multicelulares e incluso humanos.
Este método mejorado permitirá en el futuro seguir el replegamiento de ARN en tiempo real, incluso si necesita menos de un segundo. Esto es posible en condiciones fisiológicas, es decir, en un entorno líquido y con una concentración de molécula natural atemperaturas alrededor de 36 ° C. "El próximo paso ahora será no solo estudiar ARN individuales sino cientos de ellos, para identificar las diferencias biológicamente importantes en sus tasas de replegamiento", dice Boris Fürtig del grupo de investigación de Schwalbe.
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Materiales proporcionado por Universidad Goethe de Frankfurt . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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