Vedci sledujú, ako baktérie v reálnom čase opravujú zlomenú DNA, aby zistili, ako presne

Oprava zlomov génov rýchlo a úplne môže byť pre väčšinu organizmov otázkou života alebo smrti. Dokonca aj najjednoduchšie zmeny v sekvenčnej katastrofe, najmä ak je za kritickú funkciu zodpovedný upravený kód.

Za posledné polstoročie biológovia študovali mechanizmy, ktoré sa podieľajú na zostavení väčšiny kľúčových krokov spojených s opravami celého srdca v DNA. Časť procesu však zostala frustrujúco nejasná.

Označením kľúčových enzýmov a DNA fluorescenčnými značkami a sledovaním postupu opravy v reálnom čase v Escherichia coli Model, vedci z Univerzity v Uppsale vo Švédsku vyplnili chýbajúce podrobnosti o tom, ako baktérie nájdu šablóny, na ktoré sa spoliehajú, aby udržali genetické opravy bez chýb.

Jeden trik, ktorý väčšina živých vecí používa na udržanie poriadku v kóde, je postup homológna rekombinácia„biologický ekvivalent porovnávania dvoch rôznych verzií skriptu, aby sa zaistilo, že verzia omylom nezavedie žiadne chyby.

Bunka môže zaistením nepoškodenej kópie sekvencie vedľa úlohy opravy zaistiť, aby pri zlepení rezaných koncov nedošlo k žiadnym zmenám.

Molekulárni biológovia to už nejaký čas vedia Rekombinázová bielkovina rica To hrá hlavnú úlohu pri riadení tohto procesu. Je to dôležitý enzým pri udržiavaní integrity DNA jeho kópia Nachádza sa takmer vo všetkých študovaných druhoch.

Keď je dvojvláknový „rebrík“ DNA úplne rozbitý, skupina proteínov sa snaží zachytiť odrezané konce a úhľadne ich orezať, aby sa RecA mohol usadiť a vykonávať svoju prácu.

Tento proteín sa tiahne do dlhého bloku a obsahuje reťazec proteínu a DNA, ktorý je schopný priľnúť k zlomenému vláknu aj k neporušenému druhému vláknu neprerušenej DNA.

Mnoho vedcov vie. Odtiaľ musí drôt nájsť správnu sekvenciu, ktorá bude slúžiť ako bod porovnania. Ako vlákna vedú tento výskum v dostatočne krátkom čase, je záhadou už 50 rokov, pričom jeden sa znásobuje miliónmi párov báz, ktoré je potrebné preskúmať v rámci komplexných zvratov a zvratov chromozómu.

READ  „Jazerá“ pod južným pólom Marsu: bahnitý obraz?

Aby vedci lepšie porozumeli načasovaniu a navigácii enzýmu pri práci, narástli ich tisíce coli baktérie Bunky sú vo vnútri série malých kanálov, ktoré im umožnili sledovať jednotlivé baktérie pri experimente.

Keď boli bunky na mieste, vedci pomocou DNA urobili malé prestávky v DNA CRISPR Génová úprava, označenie odrezaných koncov fluorescenčnými markermi na vizualizáciu miesta zlomeniny pod mikroskopom.

“Mikrofluidický kultivačný čip nám umožňuje súčasne sledovať osud tisícov jednotlivých baktérií a včas kontrolovať narušenie DNA spôsobené technológiou CRISPR,” On hovorí Molekulárny biológ Univerzity v Uppsale Jacob Wiktor.

Nakoniec použite Protilátky Nájsť vlákna RecA, keď sa usadia a začnú prehľadávať svoju knižnicu.

Po dokončení celého procesu opravy nahláste tímu chemické upozornenie. V priemere to trvalo iba 15 minút coli baktérie dokončiť prácu.

Prekvapivo trvalo iba deväť z týchto minút, kým proteín našiel správnu šablónu.

Zdá sa, že tajomstvo spočíva v konštrukcii reťazcov nukleoproteínu RecA. Táto niť prechádza bunkou, uchopí chromozóm a skĺzne nadol, aby našla zhodu so sekvenciou, ktorá je v jej zovretí.

Aj keď sa to nemusí zdať také efektívne, v skutočnosti sa to nelíši od metodického prechádzania uličkami knižnice nahor a nadol pri hľadaní knihy, ktorá zodpovedá telefónnemu číslu z katalógu.

“Pretože konce DNA sú uložené v týchto vláknach, stačí, aby akýkoľvek segment prameňov našiel vzácny templát, takže vyhľadávanie sa teoreticky zníži z troch na dve dimenzie,” On hovorí Arvid Geno.

“Náš model naznačuje, že toto je kľúč k rýchlej a úspešnej oprave symetrie.”

Aj keď bol tento výskum vykonaný na baktériách, skutočnosť, že RecA je podobný v celej biosfére, ho robí relevantným pre naše telá.

Teraz, keď vieme, ako tento proces funguje, môžeme začať hľadať príznaky situácií, v ktorých sa oprava DNA pokazí, čím sa otvorí cesta k pochopeniu pôvodu chorôb, ako napr. rakovina.

READ  Nice surprise: a look inside Mars reveals that the crust of the Red Planet looks like a three-tiered cake

Tento výskum bol publikovaný v temperamentná povaha.

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *