Короткий адрес страницы: fornit.ru/2072
Содержание журнала Достижения науки, техники и культуры
Ссылка на первоисточник статьи: http://elementy.ru/news/430062.

Объяснен механизм копирования сбойных блоков в ДНК

Автор: Александр Сергеев
Четверть века прошла со времени обнаружения DinB — белка, который появляется в клетках, подвергшихся воздействию препаратов, повреждающих ДНК, но только сейчас микробиологи выяснили, как именно этот фермент помогает обходить повреждения в генетическом коде.
В 1980 году Синтия Кеньон (Cynthia Kenyon) систематически исследовала, какие гены начинают работать в клетке, если подвергнуть ее агрессивному химическому воздействию, повреждающему молекулы ДНК. Такие гены и соответствующие им белки она называла «damage-inducible», то есть «индуцируемые повреждениями» или, сокращенно, Din. Второй по счету из обнаруженных Din-генов получил обозначение DinB.
Попытка отключить данный ген не привела к видимым эффектам, на чем его исследование тогда и остановилось. Впоследствии стало ясно, что данный ген кодирует одну из специализированных ДНК-полимераз — молекул, которые участвуют в процессе копирования (репликации) ДНК и могут обходить повреждения генетического кода. Но только теперь, спустя 25 лет после обнаружения, группа микробиологов под руководством профессора Грэма Уокера (Graham Walker) из Медицинского института Говарда Хьюза (HHMI) и Массачусетского технологического института (MTI) полностью разобралась в функциях загадочного белка и выяснила, что он специализируется на починке строго определенного вида повреждений ДНК.
Каждая из двух спиральных ветвей молекулы ДНК состоит из последовательности нуклеотидов четырех видов, обозначаемых буквами A, C, G и T. Нуклеотиды двух ветвей попарно соответствуют друг другу: напротив A всегда стоит T, а напротив C — G. Эта дополнительность позволяет восстановить всю двойную спираль по одной ее ветви. Именно на этом свойстве основан процесс репликации ДНК, при котором двойная спираль расплетается, а затем для каждой из двух ветвей строится (при участии ДНК-полимеразы) новая парная ветвь.
Однако всё это выглядит так красиво лишь в теории. На практике ДНК в клетке подвергается воздействию огромного количества различных веществ, и некоторые из них могут вызывать повреждения, присоединяясь к отдельным нуклеотидам в цепочке. Обычная ДНК-полимераза в этом месте дает сбой, и если бы не было способа обходить повреждения, жизнь на Земле вряд ли смогла бы просуществовать миллиарды лет. Рано или поздно в каждой клетке случилось бы непоправимое нарушение, она перестала бы делиться и умерла.
К счастью, механизм обхода повреждений существует. ДНК-полимераза DinB, например, специализируется на репликации молекул ДНК с поврежденными нуклеотидами G. Восстановить повреждения эта молекула, правда, не может, но она «догадывается», несмотря на искажения молекулярной структуры, в каких позициях находился данный нуклеотид и ставит напротив парный для него нуклеотид C.
Эксперименты, проведенные в лаборатории Грэма Уокера, показали, что ДНК-полимераза DinB в 10-15 раз быстрее подбирает пару к поврежденному нуклеотиду G, чем к неповрежденному. Правда, если повреждение ДНК слишком обширное и затрагивает сразу много нуклеотидов, DinB может не справиться с работой — все-таки это лишь механизм обхода отдельных сбоев, причем не восстанавливающий исходные повреждения. Тем не менее DinB является жизненно важным геном: бактерии, в которых он был заблокирован, в 1000 раз чаще погибали под воздействием химических препаратов, повреждающих ДНК.
Важность этого белка подтверждается также и тем, что кодирующий его ген относится к числу древнейших: он есть практически у всех живых организмов — от примитивных одноклеточных архебактерий до млекопитающих. В пресс-релизе HHMI также отмечается, что достаточно изменить в молекуле DinB всего одну аминокислоту, чтобы она утратила свою восстановительную способность и стала, подобно обычной полимеразе, спотыкаться на каждом сбое.

Оценить статью >> пока еще нет оценок, ваша может стать первой :)

   
Архив новостей
Анонсы новостей    http://www.scorcher.ru/xml/news.rss - что это?
Занятия по адаптологии
Асинхронная онлайн-школа: занятия.
14-10-2018г.

О поддержке онлайн-обучения на сайте Форнит
Инструменты для создания своей онлайн-школы: О поддержке онлайн-обучения на сайте Форнит.
08-10-2018г.

Общество мифов
Как не достичь этического дна, когда высказанное слово – есть ложь: Общество мифов.
16-09-2018г.

О реорганизации академической науки
Cделана попытка найти направления к решению проблем академической науки именно на основе модели организации психики: О реорганизации академической науки.
05-09-2018г.

Рефлексы и автоматизмы: обобщение
Это – обобщение эволюционного развития механизмов реализации адаптивных реакций в новых условиях от условных рефлексов до осознанно сформированных автоматизмов:
Рефлексы и автоматизмы: обобщение.
27-08-2018г.

Что люди узнали о мозге
Обобщение исследований организации психики на 2018 год: Что люди узнали о мозге.
17-08-2018г.

Протест очевидности или почему люди спорят?
Невероятное у нормальных людей и животных стимулирует исследовательское поведение, а очевидное заставляет оставаться при своем мнении: Протест очевидности или почему люди спорят?.
06-08-2018г.

Как жить чужим умом
Оптимальная стратегия использования чужих решений: Как жить чужим умом.
30-07-2018г.

Комментарии по лекциям Вячеслава Дубынина
Замечания по отдельным характерным спорным утверждениям: Комментарии по лекциям Вячеслава Дубынина.
27-07-2018г.

Социальная значительность
О всеобъемлющей, нарастающей проблеме общества: Социальная значительность.
19-07-2018г.

Яндекс.Метрика
 посетителейзаходов
сегодня:11
вчера:12
Всего:216258