转录过程 研究表明:关于基因转录过程生物教科书错了
新的研究发现,以前教科书中对基因转录过程的描述是错误的。利用先进的低温电子显微镜技术,一项新的研究首次发现了细胞中基因转录的部分过程。
基因转录是几乎所有生命的重要基础,而信使RNA是用来获取基因中的指令,指导细胞做自己既定的工作。科学家之前知道的转录过程是,RNA通过聚合酶包裹在DNA的双链结构上,开始复制其中一条链结构的编码信息。当信息复制完成后,某种机制将RNA从DNA链中分离出来,转录过程就完成了。
这个过程由Rho蛋白控制。自从发现这种蛋白以来,50多年来一直被教科书视为典型的转录终止蛋白。据信,当转录完成时,这种蛋白质会自动结合到核糖核酸上,并将转录的核糖核酸从包裹在脱氧核糖核酸周围的聚合酶结构中拉出。
然而,这项新的研究发现,Rho不能在转录结束时找到并结合RNA将其拉出,而是始终在RNA聚合酶内部。在转录结束时,通过与其他蛋白质的合作,Rho改变了包裹在DNA外的大型聚合酶的结构,使其释放出已经完成复制工作的RNA。
这项研究以大肠杆菌为研究对象,这是科学家首次拍摄到其内部RNA聚合酶的工作过程。俄亥俄州立大学微生物学教授Alsi Movich说:“这是任何系统中第一个转录终止结构。在蛋白质Rho的作用下,聚合酶的结构变化过程发生得相当迅速,即使不是在几秒钟内,也就是几分钟内。虽然我们不能提取稳定的聚合酶结构进行分析,但我们可以观察这个过程。"
Alsi Movich表示,以往教科书中蛋白质Rho的工作机制是基于简化的生化实验,基本忽略了最关键的因素——RNA聚合酶,定义了一个粗略的过程。
本研究通过低温电镜捕捉大肠杆菌DNA中RNA聚合酶的结构,再结合计算机分析,可以了解准确的转录终止过程。
这项研究发表在11月26日的《科学》杂志上。