Identificación de usuarios

Noticias


Manipulando nano-motores biológicos individuales

Investigadores del Instituto Madrileño de Estudios Avanzados en Nanociencia (IMDEA Nanociencia) en colaboración con el Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” (CSIC-UAM), el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) y la Universidad Complutense de Madrid, han conseguido manipular moléculas individuales de la DNA polimerasa del virus Phi29 y describir y cuantificar por primera vez el mecanismo de apertura del DNA utilizado por esta proteína.


FUENTE | Instituto IMDEA Nanociencia - mi+d
21/05/2012
 
Comenarios Enviar a alguien Imprimir
Imprimir en blanco y negro
Compartir noticia

Delicious  Digg  Yahoo meneame


Muchas de las proteínas del interior celular funcionan como auténticos motores moleculares capaces de trabajar eficientemente a escalas nanométricas (mil veces más pequeñas que la de la célula) transformando la energía disponible en el interior celular en diminutas fuerzas (picoNewtons: la diez millonésima parte del peso de un miligramo) y desplazamientos (nanómetros: la millonésima parte de un milímetro). Unos de los motores moleculares mas sorprendentes son las DNA polimerasas, las proteínas encargadas de duplicar la doble hélice del DNA. Estas polimerasas son capaces de leer la composición de bases de cada una de las hebras del DNA e incorporar la base complementaria en cada posición. Sorprendentemente, la polimerasa del virus Phi29 puede avanzar a lo largo del DNA a una velocidad de 6.000 bases por minuto y además ir abriendo la doble hélice de la molécula mientras avanza por ella. Un corredor de obstáculos con estas propiedades sería capaz de correr aproximadamente a 360 km/h e ir saltando vallas separadas por solo 1 metro sin tirar ninguna.


Diseño experimental

Las sorprendentes propiedades y habilidades de estos nanomotores biológicos, han fascinado durante mucho tiempo a los Biólogos Moleculares y en los últimos años a una amplia comunidad de Físicos e investigadores del área de la nanotecnología. Clásicamente el funcionamiento de estos motores se ha estudiado en tubos de ensayo donde millones de polimerasas trabajan al mismo tiempo en una reacción no sincronizada. De esta manera muchos de los detalles del funcionamiento intrínseco de cada polimerasa se pierden en el promediado final. Recientemente, el grupo del Dr. Borja Ibarra del IMDEA Nanociencia en colaboración con los grupos de los investigadores españoles F.J. Cao, J.M. Valpuesta, J.L. Carrascosa y M. Salas, han utilizado la técnica de las pinzas ópticas para atrapar y manipular moléculas individuales de polimerasa del virus Phi29. De esta forma estos investigadores han podido seguir la actividad de una sola molécula de polimerasa mientras trabaja y se desplaza abriendo la doble hélice del ADN. Este estudio ha encontrando que este diminuto motor molecular es capaz de acoplar la energía térmica con la energía química derivada de la incorporación de nucleótidos en la ruptura de los puentes de hidrogeno que mantienen unidas las dos cadenas del ADN ejerciendo fuerzas sobre la doble cadena del DNA superiores a los 10 pN (1010 veces su peso). Escalando la polimerasa al tamaño macroscopico, un motor del tamaño del de un coche con la misma relación fuerza-masa sería capaz de ejercer fuerzas efectivas iguales al peso de 300 millones de toneladas métricas, o el peso de unos 700 porta-aviones. Este trabajo ha sido publicado en la prestigiosa revista de la academia de ciencias estadounidense, Proc. Natl. Acad. Sci.,

Hace tan solo unos años la posibilidad de estudiar los sistemas biológicos a nivel de moléculas individuales parecía una historia sacada de algún libro de ciencia ficción, pero la implementación de avanzadas técnicas de manipulación de moléculas individuales en el Instituto de Madrileño de Estudios Avanzados en Nanociencia, IMDEA Nanociencia está permitiendo que estas historias se hagan realidad. El estudio de los motores moleculares biológicos con estas técnicas esta permitiendo por primera vez en España el establecimiento de una amplia red de colaboración interdisciplinar entre biofísicos, biólogos moleculares y físicos. Además estos nuevos descubrimientos permiten conocer mejor el funcionamiento interno de las células y harán posible diseñar en el futuro nano-máquinas sintéticas que emulen la ingeniosa y eficiente maquinaria molecular diseñada por la naturaleza.

Imagen: Diseño experimental. La figura muestra una molécula de ADN inmovilizada entre dos micro-esferas. Una de las esferas esta fija a una micro pipeta móvil y la otra está atrapada en una trampa óptica. Separando la pipeta de la trampa se pueden aplicar fuerzas crecientes en el ADN. La actividad de una sola molécula de polimerasa cambia la estructura de ADN y por tanto la distancia entre las dos micro esferas pudiéndose así medir la actividad de la proteína.





   Enlaces de interés
 
IMDEA Nanociencia
Blog madri+d: Salud Pública y algo más
Blog madri+d: Genética y Sociedad
Blog madri+d: Bio (Ciencia+Tecnología)


   Noticias relacionadas
 
La técnica estrella para detectar bacterias, discrimina las más raras
Identifican cómo se organiza una proteína viral tipo histona en bacterias



Añada un comentario a esta noticia


Los comentarios de esta noticia han sido cerrados.


 




Texto a buscar:
Tema:
Desde:
Hasta:


 


Nube de tags







Boletín informativo 'diariodeSol'
------- ------------