У людей и пекарских дрожжей больше общего, чем кажется на первый взгляд, включая важный механизм, который помогает гарантировать правильное копирование ДНК, сообщается в двух исследованиях, опубликованных в журналах Science и Proceedings of the National Academy of Sciences.
Результаты исследования впервые визуализируют молекулярный комплекс, называемый CTF18-RFC у людей и Ctf18-RFC у дрожжей, который загружает «зажим» на ДНК, чтобы не допустить отсоединения частей репликативного аппарата от цепи ДНК.
Это последнее открытие давних коллег Хуэйлиня Ли, доктора философии, из Института Ван Андела, и Майкла О'Доннелла, доктора философии, из Рокфеллеровского университета, проливает свет на сложные механизмы, которые обеспечивают точную передачу генетической информации из поколения в поколение клеток.
«Точное копирование ДНК имеет основополагающее значение для распространения жизни», — сказал Ли. «Наши результаты добавляют ключевые элементы в головоломку репликации ДНК и могут улучшить понимание состояний здоровья, связанных с репликацией ДНК».
Репликация ДНК — это строго контролируемый процесс, который копирует генетический код , позволяя передавать его инструкции от одного поколения клеток к другому. При таких заболеваниях, как рак, эти механизмы могут давать сбой, что приводит к неконтролируемой или ошибочной репликации с разрушительными последствиями.
На сегодняшний день не менее 40 заболеваний, включая многие виды рака и редкие расстройства, связаны с проблемами репликации ДНК.
Процесс начинается с расстегивания лестничной структуры ДНК, в результате чего образуются две нити, называемые ведущей и отстающей нитями. Затем молекулярная строительная бригада собирает недостающие половины нитей, превращая одну спираль ДНК в две. Большая часть этой работы ложится на ферменты, называемые полимеразами, которые собирают строительные блоки ДНК.
Однако сами по себе полимеразы не очень хорошо удерживаются на цепи ДНК. Им требуется CTF18-RFC у людей и Ctf18-RFC у дрожжей, чтобы надеть кольцевой зажим на ведущую цепь ДНК, и еще один загрузчик зажима, называемый RFC у людей и дрожжей, чтобы надеть зажим на отстающую цепь. Затем зажим закрывается и подает сигнал полимеразам, что они могут начать репликацию ДНК.
Используя мощные криоэлектронные микроскопы, Ли, О'Доннелл и их команды выявили ранее неизвестные грани структур загрузчиков зажимов лидирующей цепи, включая «крючок», который заставляет полимеразу лидирующей цепи отпускать новую цепь ДНК, чтобы загрузчик зажимов мог ее распознать.
Это различие представляет собой ключевое различие между функциями загрузчика зажима лидирующей цепи (CTF18-RFC) и загрузчика зажима отстающей цепи (RFC) и проливает свет на важный аспект различных механизмов дупликации ДНК на лидирующей и отстающей цепях.
Наконец, исследование выявило общие черты между дрожжами и человеческими ведущими загрузчиками зажимов цепи, которые демонстрируют эволюционную связь между ними. Это открытие подчеркивает ценность дрожжей как мощных, но простых моделей для изучения генетики.
