Imitando el plegamiento del ARN co-transcripcional utilizando una superhelicasa

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• La bioquímica
• Biología estructural

Sus antecedentes:

• El plegamiento del ARN durante la transcripción genera intermedios con funciones bioquímicas únicas.
• Comprender el plegamiento del ARN cotranscripcional es crucial para descifrar la regulación de la expresión génica.

Objetivo del estudio:

• Diseñar e implementar un sistema mínimo artificial para la imitación in vitro del plegamiento del ARN cotranscriptivo.
• Investigar la dinámica conformacional en tiempo real del plegamiento del ARN a medida que se sintetiza.

Principales métodos:

• Utilizó una helicasa diseñada (Rep-X) para desenrollar el ADN y liberar una molécula de ARN presintetizada para el plegamiento vectorial.
• Se empleó la transferencia de energía de resonancia de fluorescencia de una sola molécula (smFRET) con ARN etiquetado con fluorescencia para controlar la dinámica de plegamiento.
• Analizaron las vías de plegado de la ribozima Oryza sativa twister.

Principales resultados:

• Se observaron firmas distintas de plegamiento secundario y terciario durante el proceso de plegamiento vectorial virgen.
• Las transiciones de plegamiento terciario vectorial virgen fueron más rápidas que el plegamiento inducido por Mg2+, pero mostraron una mayor susceptibilidad al plegamiento incorrecto.
• Se identificó la formación secuencial de estructuras secundarias alternativas como una causa probable de plegamiento incorrecto.

Conclusiones:

• El nuevo sistema in vitro imita efectivamente el plegamiento del ARN cotranscripcional, proporcionando información sobre la cinética y la dinámica del plegamiento.
• El plegado vectorial es propenso a plegarse mal, lo que destaca la importancia de las vías de plegado precisas.
• Este ensayo es aplicable al estudio de otros procesos de ARN controlados cinéticamente, incluida la función de riboswitch y el ensamblaje de ARN-proteína.