Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Top News

Ion kontak magnesium menstabilkan struktur makromolekul transfer RNA – ScienceDaily


Dalam transfer sel RNA (tRNA) menerjemahkan informasi genetik dari pembawa pesan encoding RNA (mRNA) untuk sintesis protein. Hasil baru dari spektroskopi ultra cepat dan perhitungan teoritis mendalam menunjukkan bahwa struktur lipatan kompleks tRNA distabilkan oleh ion magnesium yang bersentuhan langsung dengan gugus fosfat di permukaan RNA.

Struktur RNA terdiri dari urutan panjang nukleotida yang terdiri dari nukleobase, misalnya adenin, urasil, sitosin atau guanin, gugus fosfat bermuatan negatif, dan unit gula. Gugus fosfat bersama dengan gula membentuk tulang punggung makromolekul yang ada sebagai struktur terlipat di lingkungan seluler, yang disebut struktur tersier. Struktur tersier tRNA dari ragi ditentukan dengan difraksi sinar-X. Untuk mempertahankan struktur ini, prasyarat dasar untuk fungsi selulernya, gaya tolak listrik antara gugus fosfat bermuatan negatif perlu dikompensasikan dengan ion bermuatan positif dan oleh molekul air di lingkungan. Bagaimana ini bekerja pada tingkat molekuler masih belum jelas sejauh ini, ada gambar-gambar yang bertentangan dari pengaturan dan interaksi ion dan air dalam literatur ilmiah.

Ilmuwan dari Max-Born-Institute di Berlin sekarang telah mengidentifikasi pasangan kontak ion magnesium bermuatan positif dan gugus fosfat bermuatan negatif sebagai elemen struktural yang menentukan untuk meminimalkan energi elektrostatik tRNA dan, dengan demikian, menstabilkan struktur tersiernya. Studi mereka yang telah dipublikasikan di The Jurnal Kimia Fisik B, menggabungkan eksperimen spektroskopi dan perhitungan teoritis rinci dari interaksi dan dinamika molekul.

Getaran molekul dari gugus fosfat berfungsi sebagai probe non-invasif dari hubungan antara tRNA dan lingkungan berairnya. Frekuensi dan kekuatan absorpsi infra merah dari getaran tersebut secara langsung mencerminkan interaksi dengan ion dan molekul air. Spektroskopi getaran sampel tRNA dengan kandungan magnesium yang berbeda bersama dengan spektroskopi inframerah dua dimensi dalam domain waktu femtosecond memungkinkan untuk membedakan geometri lokal tertentu di mana gugus fosfat berpasangan dengan ion dan cangkang air. Kehadiran ion magnesium di lingkungan sekitar gugus fosfat menggeser getaran regangan fosfat asimetris ke frekuensi yang lebih tinggi dan menghasilkan pita absorpsi inframerah khas yang digunakan untuk mendeteksi spesies molekuler.

Percobaan pada konsentrasi ion magnesium yang berbeda menunjukkan bahwa struktur tRNA tunggal membentuk hingga enam pasangan ion kontak, terutama di lokasi di mana jarak antara gugus fosfat tetangga kecil dan kepadatan muatan negatif yang sesuai tinggi. Pasangan ion kontak memberikan kontribusi yang menentukan untuk menurunkan energi elektrostatis dan, akibatnya, menstabilkan struktur tRNA tersier. Gambaran ini dikonfirmasi secara kuantitatif melalui analisis teoritis yang mendalam. Pasangan ion memaksakan gaya listrik pada molekul air di dekatnya dan mengarahkannya ke ruang angkasa, sekali lagi mengurangi energi elektrostatis. Sebaliknya, ion bergerak dalam lima hingga enam lapisan air pertama di sekitar tRNA memberikan kontribusi yang lebih kecil untuk menstabilkan struktur tRNA.

Hasil baru memberikan wawasan kuantitatif rinci dalam sifat listrik dari biomolekul utama. Mereka menggarisbawahi relevansi tinggi dari probe molekuler untuk menjelaskan interaksi molekuler yang relevan dan kebutuhan untuk deskripsi teoritis pada tingkat molekuler.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Asosiasi Riset Berlin. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Slot Online