Method Article
وعائقا رئيسيا أمام التحليلات الكيميائية الحيوية للريبوسوم تحتوي الوليدة ببتيديل - tRNAs تم بحضور ريبوسوم أخرى في نفس العينات ، ريبوسوم لم يشارك في الترجمة من تسلسل مرنا محددة يجري تحليلها. وضعنا منهجية بسيطة لتنقية ، حصرا ، على ريبوسوم تحتوي على الحمض الريبي النووي النقال - ببتيديل الوليدة من الفائدة.
مؤخرا ، لم مفصلة الدراسات البنيوية والبيوكيميائية العديد من الأحداث الجزيئية التي تحدث في الريبوسوم خلال تثبيط تخليق البروتين بواسطة المضادات الحيوية ، وخلال التوليف ببتيد الوليدة. بعض هذه المضادات الحيوية ، والبروتينية الوليدة التنظيمية معظمها في شكل ببتيديل - tRNAs ، إما تمنع تشكيل ببتيد السندات أو إنهاء الترجمة 1-7. ووصف ظاهرة المثبطة هذه الأحداث يمكن أن يوقف حركة الريبوسوم "اعتقال متعدية". وقد تبين اعتقال الترجمة الناجمة عن المضادات الحيوية an إما أو ببتيد الوليدة لتنظيم التعبير عن جينات لها دور في الوظائف الخلوية متنوعة مثل نمو الخلايا ، ومقاومة المضادات الحيوية ، إزفاء البروتين واستقلاب الخلية 8-13. معرفة كيفية المضادات الحيوية والبروتينية الوليدة يغير وظيفة تنظيمية الريبوسوم أمر ضروري إذا أردنا أن نفهم الدور الكامل للالريبوسوم في الترجمة ، في كل حي.
هنا ، نحن تصف منهجية بسيطة التي يمكن استخدامها لتنقية ، حصرا ، للتحليل ، تلك ريبوسوم ترجمة ومرنا محددة ومعينة تحتوي على الحمض الريبي النووي النقال ببتيديل - 14. ويستند هذا الإجراء على العزلة الانتقائي للريبوسوم ترجمة منضم إلى مرنا البيوتين المسمى. وتفصل هذه المجمعات متعدية من ريبوسوم أخرى في الخليط نفسه ، وذلك باستخدام الخرز ممغطس streptavidin (SMB) ، والمجال المغناطيسي (وسط). وقد تم تجميع mRNAs البيوتين المسمى النسخ بواسطة فحوصات الاعادة باستخدام القوالب وشظايا الحمض النووي لتوليد PCR التي تحتوي على المروجين T7 النسخي. T7 بوليميريز RNA تتضمن البيوتين - 16 - UMP من البيوتين UTP ، في ظل ظروفنا وتدمج ما يقرب من عشرة البيوتين - 16 - UMP الجزيئات في الإقليم الشمالي 600 مرنا مع الحزب الحاكم على نسبة 25 ٪. ثم يتم عزل هذه البيوتين المسمى mRNAs ، واستخدامها في المختبر في إجراء فحوصات الترجمة مع عامل الإصدار 2 (RF2) - المنضب خالية من الخلايا التي تم الحصول عليها مقتطفات من سلالات كولاي التي تحتوي على نوع البرية أو ريبوسوم متحولة. وتعثرت ريبوسوم ترجمة البيوتين المسمى متواليات مرنا في المنطقة رامزة توقف ، ونظرا لغياب بروتين RF2 ، الذي يحقق في العادة إنهاء الترجمة. معزولون ريبوسوم المتعثرة التي تحتوي على توليف حديثا ببتيديل - الحمض الريبي النووي النقال وإزالتها من ردود الفعل والترجمة باستخدام SMB MF ملف. هذه الخرز فقط ربط البيوتين المحتوية على الرسائل.
يمكن استخدام معزولة والمجمعات متعدية ، وتحليل الخصائص الهيكلية والوظيفية من النوع البري أو مكونات الريباسي متحولة ، أو تسلسل الحمض الريبي النووي النقال ببتيديل ، وكذلك تحديد الريبوسوم التفاعل مع المضادات الحيوية أو غيرها من العوامل الجزيئية 1،14-16. لفحص وظيفة هذه المجمعات الريبوسوم معزولة ، يمكن إجراء فحوصات ببتيديل - ترانسفيراز في وجود المضادات الحيوية بوروميسين 1. لدراسة التغيرات الهيكلية في المجمعات متعدية ، يمكن استخدام إجراءات راسخة ، مثل ط) يشابك إلى الأحماض الأمينية المحددة 14 و / أو الثاني) المقايسات حماية ألكلة 1،14،17.
1. الخلية الحرة إعداد استخراج.
2. إعداد مقتطفات من الحر خلية RF2 المنضب.
3. إعداد قالب الحمض النووي.
4. إعداد مرنا البيوتين المسمى.
5. عزلة ريبوسوم ترجمة المتضمن ببتيديل - الحمض الريبي النووي النقال.
6. تحليل ريبوسوم المعزولة احتواء ببتيديل - الحمض الريبي النووي النقال.
لببتيديل - الحمض الريبي النووي النقال
عن RNA الريباسي
7. ممثل النتائج :
الشكل 2 يعرض نتائج سلسلة من التحليلات تقييم الجودة والأداء الوظيفي للريبوسوم ترجمة معزولة باستخدام الإجراء المذكورة. مراقبة فرقة فريدة حلها في المواد الهلامية بولي أكريلاميد يدل على وجود البروتينية منضمة إلى mRNAs البيوتين المسمى تعلق على الشركات الصغيرة والمتوسطة (الشكل 2A). تنقية من RNAs الريباسي باستخدام هذا الإجراء يؤسس وجود ريبوسوم منضمة إلى هذه mRNAs البيوتين المسمى ، وكذلك (الشكل 2B). إضافة بوروميسين ، بمضاد حيوي الحث على النشاط ببتيديل - ترانسفيراز من الريبوسوم ، والنتائج في الشق من tRNAs ببتيديل الوليدة - 1. كما لوحظ هذا التحول في نمط الهجرة من ببتيد معزولة في بولي أكريلاميد المواد الهلامية (الشكل 2C). معا ، وهذه البيانات تشير إلى أن البيوتين المسمى mRNAs تعلق على SMB تحتوي ريبوسوم الوظيفية مع ببتيديل - tRNAs.
عزلة ريبوسوم تحتوي على ترجمة معينة ببتيديل - tRNAs تصاريح دراسة آثار ببتيديل - tRNAs ، والمضادات الحيوية ، والجزيئات الأخرى ، على وظيفة الريبوسوم (الشكل 3A) ، وعلى بنية الريبوسوم (الشكل 3B) في الأمثلة المعروضة هنا سبارسوميسين المضادات الحيوية وحمض تريبتوفان الأميني (التربتوفان) تمنع الانقسام الناجم حلمهي من الحمض الريبي النووي النقال الوليدة ببتيديل - tnaC بواسطة الحمض الريبي النووي النقال - RF2 في ريبوسوم معزولة (الشكل 3A). تفاعل التربتوفان سبارسوميسين أو مع الريبوسوم يدفع أيضا تغييرات هيكلية في بعض النيوكليوتيدات التي تشكل الرنا الريباسي 23S من الريبوسوم ترجمة (الشكل 3B). باختصار ، وصف المواد البيولوجية التي تم الحصول عليها باستخدام الإجراء هنا هي مفيدة في الحصول على فهم إضافية للاتصالات تشارك في الهيكلية تثبيط وظيفة الريبوسوم عند تفاعلها مع العوامل الجزيئية المختلفة.
ove_content ">
الشكل 2. التحليلات الإنشائية والفنية للمجمعات معزولة. أجريت A) في المختبر مع ردود فعل الترجمة [(البيولوجية) UMP] mRNAs التي استعيض عن كودون بداية الجين tnaC بواسطة رامزة التوقف. وقد تم عزل المنتجات النهائية باستخدام الخرز streptavidin ، كما هو مبين في الشكل رقم 1. ثم جرى تحليل منتجات التفاعل والجزيئات التي عزلها عن المواد الهلامية بولي أكريلاميد الكهربائي. يتم وضع علامة على tnaC - الحمض الريبي النووي النقال وشرائح tnaC الببتيد. ب) تم عزل الحمض النووي الريبي من مجموع المجمعات المتعثرة باستخدام إجراءات استخراج الفينول. وتم حل كل الحمض النووي الريبي التي عزلها الكهربي في المواد الهلامية agarose. يشار إلى الرنا الريباسي (rRNAs). C) وحضنت مجمعات معزولة تحتوي tnaC - tRNAs مع (+) أو بدون (--) 0.02 مم بوروميسين (بورو) في درجة حرارة الغرفة لمدة 10 دقيقة. وقد وصفت الببتيد tnaC خلال الترجمة باستخدام [35S] - ميثيونين (A) أو [3H] - برولين (B).
الشكل 3. التحليلات الهيكلية والوظيفية للريبوسوم تحتوي على الحمض الريبي النووي النقال tnaC ، التي هي ملزمة لسبارسوميسين المضادات الحيوية ، أو حمض تريبتوفان الاميني. A) وحضنت مجمعات معزولة تحتوي tnaC - tRNAs مع (+) أو بدون (--) سبارسوميسين (سبار) أو التربتوفان (التربتوفان) في درجة حرارة الغرفة لمدة 5 دقائق. في وقت لاحق ، وكانت مختلطة مع الخلائط RF2 والمحتضنة في 37 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة. ب) تحليل التغييرات مثيلة في الرنا الريباسي 23S التي تسببها الجزيئات داخل ملزمة الريبوسوم. وكانت مجمعات معزولة قبل المحتضنة مع (+) أو بدون (--) 2 ملم أو التربتوفان سبار لمدة 5 دقائق عند 37 درجة مئوية. ثم ، أضيف عامل ألكلة ، ثنائي ميثيل سلفات ، ومخاليط حضنت في درجة حرارة الغرفة للحصول على 20 دقيقة إضافية. تم استخراج الحمض النووي الريبي مجموع وأجريت فحوصات تمديد التمهيدي مع [32P] المسمى oligodeoxynucleotide مكملة لالنكليوتيدات من الرنا الريباسي 23S التي متباعدة 100 النيوكليوتيدات النوكليوتيدات المصب من تعديلها. تم حل هذه المنتجات النهائية للفحوصات التمديد الكهربائي في هلام بولي أكريلاميد. وأشار 23S الرنا الريباسي النيوكليوتيدات المتضررة من وجود التربتوفان أو سبار.
ووصف هذا الإجراء عزلة في هذا التقرير هو تكرار للغاية. للأسف ، لا يمكن وجود قصيرة ببتيديل - tRNAs المنتجة من نفس تسلسل ترجم يمكن تجنبها بسهولة ، مثل ببتيديل - tRNAs قد تتوافق مع 15-20 ٪ من مجموع المواد المعزولة (الشكل 2C). قد تكون هذه الزيادة في تركيز الملوثات عندما استخدمت تركيزات أعلى من مرنا البيوتين المسمى أو عند استخراج خالية من الخلايا المستخدمة قديمة أو أعيد استخدامها عدة مرات. لذا ، فمن المهم جدا للتحكم في جودة وتركيز عناصر في التفاعلات الترجمة المختبر. بدلا من ذلك ، أعادت عالية الكفاءة التجارية خالية من الخلايا مقتطفات المتاحة التي يمكن استخدامها للأغراض نفسها (نظام PURE) 18.
باستخدام هذا الأسلوب ، يتم تضمينها بشكل عشوائي البيوتين - 16 - UMP على طول ومرنا الهدف. هناك احتمال أن بعض ORFs تحتوي على مساحات يوريدين قد أدرجت هذا المعدل في متواليات النوكليوتيدات بهم ، مما يؤثر على ترجمتها. تركيزات النسبية متغير biotin-16-UTP/UTP أن يتم اختبارها خلال تجميعي للمرنا من أجل الحصول على ترجمة أكثر كفاءة. ويمكن استخدام أساليب بديلة لوضع العلامات البيوتين ، واستهداف 5' نهاية ، ونهاية الأكثر استقرارا من mRNAs. يمكن (ط) أن يرفق البيوتين إلى نهاية 5' - مرنا للاستخدام 3' - NH2ATP (3' الأمينية ، 3' - deoxyadenosine ثلاثي الفوسفات) و T4 RNA يغاز 19. يمكن (ب) أن يرفق 5' نهاية البيوتين المسمى قليل النوكليوتيد إلى نهاية 5' - مرنا للاستخدام الحمض النووي الريبي T4 يغاز كذلك 20. يمكن (الثالث) كما في نهاية 3' البيوتين المسمى oligodeoxynucleotides التي تتوافق مع تسلسل تكميلية في نهاية 5' - مرنا من أن تستخدم لعزل المجمعات ترجمة. يمكن أن تعلق هذه oligodeoxynucleotides البيوتين المسمى إلى الشركات الصغيرة والمتوسطة قبل العزلة. في وقت لاحق SMB تعلق على البيوتين المسمى oligodeoxynucleotides يمكن أن تكون مختلطة مع الترجمة خليط التفاعل للسماح لهم التفاعل مع تسلسل مرنا التكميلية. بعد العزلة ، والهجين RNA - DNA المنطقة -- والمنطقة التهجين بين oligodeoxynucleotide البيوتين المسمى وتسلسل مرنا -- يمكن استخدام المتدهورة ريبونوكلياز H ، التي تفصل بين المجمعات المتعثرة من الخرز streptavidin. هذا الأسلوب قد بديلة تسمح لاستخدامها في المجمعات في التحليلات الهيكلية في المستقبل باستخدام أساليب دقة أعلى.
LRC - V. يرغب في تكريس هذه الورقة لذكرى الدكتور جونسون Adriel دال ، وهو أستاذ الرائع الذي الاولوية رقم واحد كان دائما في تعليم الطلاب. نحن نفتقدك ، Adriel. نحن ممتنون لمورينو جاكلين لمساعدتها في أداء والتجارب المذكورة في هذه الدراسة. وأيد هذه الدراسة عن طريق منحة تقدم إلى CY من مؤسسة العلوم الوطنية ، MCB - 0615390 ، وعبر صناديق المبتدئة التي قدمت إلى الصليب الأحمر اللبناني - V من جامعة الاباما في هانتسفيل.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Tris base | Sigma-Aldrich | 252859 | |
Magnesium acetate | Fluka | 63049 | |
Potassium glutamate | Sigma-Aldrich | G1501 | |
Ammonium acetate | Fluka | 09688 | |
PMSF | Sigma-Aldrich | P7626 | |
Protein A sepharose 4B slurry beads | Sigma-Aldrich | P9424 | |
Leupeptin inhibitor | Sigma-Aldrich | L9783 | |
Taq-DNA polymerase | Stratagene, Agilent Technologies | 201223 | |
T7 Maxiprep kit | Promega Corp. | P1300 | |
SMB | Promega Corp. | Z5482 | |
Biotin-16-UTP | Roche Group | 1388908 | |
ATP | Sigma-Aldrich | A7699 | |
GTP | Sigma-Aldrich | G8877 | |
PEP | Sigma-Aldrich | P7002 | |
PK | Sigma-Aldrich | P7768 | |
Polyethylenglycol 8000 | Fluka | 81268 | |
Folinic acid | Fluka | 47612 | |
Spermidine | Fluka | 85558 | |
tRNA from E. coli | Sigma-Aldrich | R1753 | |
DEPC | Sigma-Aldrich | D5758 | |
Tricine | Sigma-Aldrich | T5816 | |
L-amino acids | Sigma-Aldrich | LAA21 | |
DTT | Fluka | 43815 | |
magnetic separation stands | Promega Corp. | Z5342 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved