Биологи из Лаборатории медицинских наук MRC и Имперского колледжа Лондона впервые детально проследили, как начинается копирование ДНК внутри живой клетки.
До этого открытия исследователи десятилетиями не могли точно определить момент и место первого расплетания генома, поскольку зафиксировать работу молекулярных машин в живом организме крайне сложно. Дело в том, что перед делением каждая клетка должна идеально скопировать миллиарды знаков своего генетического кода, а малейшая «опечатка» приводит к накоплению мутаций или гибели организма.
Эксперимент показал, что копирование ДНК запускается особыми белковыми машинами — хеликазами MCM2–7, имеющими форму двойного кольца. Подобно застежке-молнии на куртке, эти белковые структуры охватывают двойную спираль и разрывают связи между цепочками строго в конкретной точке генома, формируя так называемую репликационную вилку.
Новая технология исследования на клетках пекарских дрожжей позволила увидеть ранее скрытые «молекулярные ворота», задействованные в процессе. Через этот миниатюрный проход одна из расплетенных нитей ДНК выходит наружу из белкового кольца хеликазы. Чтобы доказать критическую важность этого выхода, ученые искусственно «связали» соседние части хеликазы молекулярной нитью — после этого механизм заклинило, и копирование ДНК полностью остановилось.
Результаты работы впервые связали расплетание спирали, расхождение белков и движение ферментов в единый четкий алгоритм. Важно отметить, что исследование проводилось на дрожжевых моделях, однако ключевые ферменты репликации у дрожжей и человека практически одинаковы. Понимание того, как клетки точно в срок запускают копирование ДНК, поможет биологам разобраться в причинах развития рака и тяжелых наследственных заболеваний.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Читайте также: ДНК решает не всё — биологи объяснили, почему особи с одинаковым геномом вырастают абсолютно разными