Клетка – сложная окружающая среда, в которой вещества (метаболиты) должны поддержать правильное состояние равновесия, которое может измениться в зависимости от определенных потребностей. Клетки могут поддержать надлежащие концентрации метаболитов, регулируя генное кодирование белка через определенные «выключатели», названные riboswitches, которые в состоянии заблокировать или активировать синтез белка. Точный механизм, которым эти короткие берега РНК выполняют эту функцию, все еще плохо понят.
Однако исследование, проводимое учеными SISSA Джованни Бусси, Франческо Колицци и Франческо Де Пальмой и изданный в журнале RNA, теперь обеспечивает некоторое важное понимание.riboswitch содержится в береге РНК посыльного, фрагмент РНК, который действует как своего рода шаблон, который «печатает» белки, которые необходимы для метаболизма клетки.
Однако в отличие от остальной части единицы РНК посыльного, riboswitches на самом деле не кодируют части белка (т.е., они являются частью того, что генетики называют некодирующей РНК), но они служат, чтобы активировать или дезактивировать процесс печати белка и расположены, у бактерий, в протяжении, предшествующем кодирующей последовательности. Ученые знают, что это действие переключения сделано возможным изменением в форме, которая происходит, когда часть riboswitch (аптамер) связывает с молекулой в окружающей среде клетки, которая действует как сигнал.
Bussi и коллеги использовали компьютерные моделирования, чтобы воспроизвести динамику процесса и понять, как закрепление с метаболитом вызывает изменение в форме.Более определенно Басси и коллеги моделировали riboswitch, который использует молекулу аденина в качестве сигнала, чтобы отрегулировать ген, выражающий белок, вовлеченный в метаболизм самого аденина.
Их результаты разъясняют, как аденин стабилизирует активную форму riboswitch (один синтез белка вызова) в ущерб бездействующей структуре. «Мы использовали молекулярную динамику как своего рода ‘виртуальный микроскоп’, с которым мы наблюдали работы процесса», объяснил Басси. «Очень важно понять эти регулирующие механизмы, так как они присутствуют у многих бактерий – а также в многоклеточных организмах – и могут быть полезны для развития новых антибиотиков в будущем».