Znanstveniki razkrivajo ključne korake na poti do popravljanja DNK

Znanstveniki razkrivajo ključne korake na poti do popravljanja DNK

Časovni žig: 20. januar 2024 8
Izvorno vozlišče: 3075266
20. januar 2024 (Nanowerk novice) Raziskovalci s tokijske metropolitanske univerze preučujejo popravljanje DNK s homologno rekombinacijo, kjer protein RecA popravlja prekinitve dvoverižne DNK z vključitvijo visečega konca enojne verige v nedotaknjene dvojne verige in popravlja prelom na podlagi nepoškodovanega zaporedja. Odkrili so, da RecA najde, kam v dvojno vijačnico vstavi enojno nit, ne da bi jo odvila niti z enim obratom. Njihove ugotovitve, objavljene v Raziskave nukleinskih kislin ("Prepoznavanje homologije brez dvoverižne DNA-str in ločitev v tvorbi D-zanke s strani RecA"), obljubljajo nove smeri v raziskavah raka. Modeli za homologno rekombinacijo RecA Obstajata dva konkurenčna modela za homologno rekombinacijo. Rezultati te študije podpirajo model, pri katerem se dvoverižna DNK med iskanjem homologije ne odvije. (Slika: Metropolitanska univerza v Tokiu) Homologna rekombinacija (HR) je vseprisoten biokemični proces, ki ga delijo vsa živa bitja, vključno z živalmi, rastlinami, glivami in bakterijami. Ko opravljamo vsakdanje življenje, je naša DNK izpostavljena vsem vrstam okoljskih in notranjih obremenitev, od katerih lahko nekatere povzročijo zlom obeh verig v dvojni vijačnici. To je lahko katastrofalno in povzroči neizbežno celično smrt. Na srečo procesi, kot je HR, nenehno popravljajo to škodo. Med HR eden od dveh izpostavljenih koncev preloma v vijačnici odpade in razkrije izpostavljeni enoverižni konec; to je znano kot resekcija. Nato se beljakovina, znana kot RecA (ali nek enakovredni), veže na izpostavljeno enojno verigo in nedotaknjeno dvojno verigo v bližini. Nato beljakovina "išče" isto zaporedje. Ko najde pravo mesto, rekombinira enojno verigo v dvojno vijačnico v procesu, znanem kot invazija verige. Zlomljena veriga DNK se nato popravi z uporabo obstoječe DNK kot predloge. HR omogoča natančno popravljanje dvoverižnih prelomov, pa tudi izmenjavo genetskih informacij, zaradi česar je ključni del biotske raznovrstnosti. Toda natančna biokemična slika srčnega utripa, vključno s tem, kaj se zgodi, ko RecA nosi enojno in dvojno verigo, še ni jasna. Ekipa, ki jo vodi profesor Kouji Hirota s tokijske metropolitanske univerze, preučuje mehanizme popravljanja DNK, kot je HR. V svojem najnovejšem delu so skušali preizkusiti dva konkurenčna modela za to, kaj se zgodi, ko pride do HR. V enem RecA odvije del dvojne verige med "iskanje homologije", kjer poskuša najti pravo mesto za invazijo verige. V drugem pa po vezavi RecA ni odvijanja; šele ko pride do invazije niti, pride do kakršnega koli odvijanja. Ekipa je v sodelovanju z ekipo iz Tokijskega metropolitanskega inštituta za medicinsko znanost sprejela dva pristopa za reševanje tega, kateri od teh se dejansko zgodi. V prvem so uporabili mutant RecA, ki ne more ločiti dvojnih verig, tj. ne more odviti verige, da bi ugotovil, ali je to vplivalo na popravilo DNK. Izkazalo se je, da ima to minimalen učinek. V drugem so poskušali izmeriti, koliko torzije je nastalo v pramenu v različnih fazah procesa. Ugotovili so, da je edina torzija zaradi odvijanja, ki so jo lahko zaznali, nastala po končanem iskanju homologije, tj. ko je prišlo do invazije pramena. Prvič je ekipa jasno pokazala, da je drugi model pravilen. Podroben vpogled v homologno rekombinacijo je ključnega pomena za razumevanje, kaj se zgodi, ko gredo stvari narobe. Na primer, dejavniki, povezani z rakom dojke (BRCA1 in BRCA2), so prav tako odgovorni za pravilno nalaganje enoverižne DNA na RAD51, človeško različico RecA. To nakazuje, da bi težave s srčnim utripom lahko bile vzrok za visoko incidenco raka dojke pri bolnicah z dednimi okvarami BRCA1 ali BRCA2.

Časovni žig:

Več od Nanowerk