Impresión digital de estructuras de ARN no canónicas y terciarias por reactividad diferencial de SHAPE

Área de la Ciencia:

• Biología Molecular Biología Molecular
• La bioquímica es la bioquímica.
• Biología Estructural Biología estructural.

Sus antecedentes:

• Las moléculas de ARN se pliegan en estructuras complejas que implican interacciones secundarias y terciarias.
• La acilación selectiva de 2'-hidroxilo analizada por la química de extensión de primer (SHAPE) permite la resolución de un solo nucleótido de la dinámica del ARN.
• La identificación de nucleótidos involucrados en los contactos terciarios de ARN sigue siendo un desafío significativo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método para la identificación de novo de nucleótidos involucrados en las interacciones terciarias del ARN.
• Utilizar las reactividades diferenciales de SHAPE para detectar contactos no canónicos y terciarios.
• Para permitir la identificación a gran escala de elementos de estructura terciaria y sitios de unión de ligandos en ARN complejos.

Principales métodos:

• Comparación de la información de reactividad de dos reactivos SHAPE: anhídrido N-metil-isatoico (NMIA) y anhídrido 1-metil-6-nitroisatoico (1M6).
• Analizar las reactividades diferenciales de SHAPE para detectar nucleótidos con dinámicas específicas y conformaciones de ribosa.
• Aplicar cálculos basados en los primeros principios para comprender las interacciones reactivo-nucleótido.

Principales resultados:

• Los nucleótidos que reaccionan preferentemente con NMIA exhiben una dinámica local lenta y una conformación de C2'-endo ribosa.
• 1M6 reacciona preferentemente con los nucleótidos permitiendo sin obstáculos las interacciones de apilamiento de nucleobases.
• La reactividad diferencial SHAPE identificó con éxito interacciones no canónicas y terciarias en diversas estructuras de ARN.
• También se detectaron interacciones no canónicas preformadas en ARN parcialmente plegados.

Conclusiones:

• La reactividad diferencial SHAPE proporciona una poderosa herramienta para identificar los elementos de la estructura terciaria del ARN.
• Este método facilita el descubrimiento de sitios de unión de ligandos en moléculas complejas de ARN.
• El enfoque ofrece una estrategia concisa y escalable para el análisis estructural del ARN en diversos contextos biológicos.