Биологи обнаружили совершенно новый механизм репарации, то есть починки двухцепочечной ДНК. В отличие от других механизмов, этот не подразумевает выворачивания двойной спирали для того, чтобы выставить наружу неправильную «букву».
Статья с результатами исследования, проведенного американскими и японскими учеными, опубликована в журнале Nature.
После того как Уотсон и Крик открыли двуспиральную структуру молекулы ДНК, ученые долгое время полагали, что такая форма крайне стабильна и не может подвергаться серьезным изменениям. Однако дальнейшие исследования показали, что в каждой живой клетке молекулы ДНК постоянно «портятся» в процессе считывания и копирования. Если бы не системы репарации (починки) ДНК, через короткое время зашифрованный в ней генетический материал был бы полностью утрачен.
Существование баланса между постоянством ДНК и ее изменчивостью является важным эволюционным механизмом. «Это палка о двух концах. Если ДНК недостаточно стабильна, она неспособна хранить генетическую информацию. Но если она чересчур прочна, то это не позволяет организмам развиваться», — замечает руководитель исследования Брандт Эйхман (Brandt Eichman).
На сегодняшний день ученые открыли порядка десяти различных механизмов репарации ДНК. Новый белок относится к тому же классу ферментов, за открытие которых в этом году Томас Линдаль (Tomas Lindahl) получил Нобелевскую премию по химии. «Чердак» опубликовал об этом подробную статью и видеоматериал. В открытом Линдалем механизме белок сгибает ДНК таким образом, что неправильная «буква» «выворачивается» наружу, и ее легче удалить. Описанный в новой работе белок AlkD, выделенный из почвенных бактерий Bacillus cereus, не совершает таких манипуляций.
Получение кристалла белка, связанного с молекулой ДНК, помогло ученым описать механизм его работы. Они отмечают несколько важных особенностей. Прежде всего, фермент не взаимодействует с «неправильной» «буквой» — ему удается распознать ошибку, двигаясь снаружи вдоль двуспирального скелета. Хотя спектр его действия ограничен лишь теми местами повреждений, что несут положительный заряд, он способен «залечивать» куда более протяженные повреждения, чем другие ферменты того же класса.
По словам авторов работы, исследователям еще многое предстоит узнать о системах репарации ДНК в клетках. Их открытие также может иметь клиническое значение. Если подобные системы существуют в человеческих клетках, они могут быть виноваты в сниженной эффективности противоопухолевых средств, нацеленных на лишение раковых клеток способности к размножению.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение