Ферменты оказались способны использовать электропроводность днк для «общения»
Американские биохимики поняли, что железосерные кластеры, каковые участвуют в питании и клеточном дыхании, кроме этого регулируют синтез новых молекул ДНК. Они высказали предположение, что это вероятно благодаря свойству ДНК переносить заряд. Статья об изучении размещена в издании Science.
При делении клеток любая дочерняя клетка обязана взять правильную копию ДНК родительской клетки, за это отвечает процесс репликации. Репликация снабжает правильную передачу генетической информации между клетками организма и проходит в пара этапов. Первый из этапов – инициация репликации, в ней участвует комплекс из двух ферментов, ДНК-праймазы и ДНК-полимеразы ?. ДНК-праймаза синтезирует затравку – маленькую молекулу РНК, с которой начинается синтез новой ДНК нити.
После этого ДНК-полимераза ? удлиняет эту РНК затравку и с нее начинается следующий этап репликации. Ферментный комплекс прекрасно изучен, но до сих пор не до конца ясно, как регулируется работа обоих ферментов.
Авторы нового изучения высказали предположение, что в регуляции работы белков участвуют железносерные кластеры [4Fe4S]. Они способны приобретать, переносить и отдавать электроны и имеется у большинства белков, каковые занимают важное место в метаболизме клетки. Имеется они и у ДНК-праймазы, и у ДНК-полимеразы ?, не смотря на то, что эти белки не участвуют в клеточном дыхании либо получении энергии, а железо из кластера способно повредить ДНК.
Посредством способов ДН-серии и электрохимии точечных мутаций в ферметах ученые поняли, что в то время, когда кластер [4Fe4S] был в окисленном состоянии, ДНК-праймаза образовывала прочную сообщение с молекулой ДНК, а в то время, когда железосерный кластер восстанавливал заряд, сообщение становилась не сильный и праймаза легко отделялась от ДНК.
Исследователи применяли эти сведенья, дабы обрисовать вероятный принцип действия комплекса. В соответствии с предложенной модели, ДНК-полимераза ? отправляет электрон к праймазе, пользуясь ДНК как переносчиком заряда. Затем железосерный кластер переходит в восстановленное состояние и праймаза отделяется от ДНК, по окончании чего полимераза начинает трудиться.
Механизм работы ферментного комплекса. ДНК-праймаза (бежевая) трудится, в то время, когда железосерный комплекс окислен (светло синий-фиолетовый). В то время, когда РНК-затравка готова, ДНК-полимераза (голубая) отправляет по ДНК электрон из собственного восстановленного железосерного кластера (красно-желтый).
ДНК-праймаза восстанавливается и отделяется от ДНК. Caltech
Примечательно, что одина из авторов новой работы, Жаклин Бартон (Jacqueline Barton), в начале девяностых продемонстрировала, что ДНК способна переносить заряд и, например, благодаря данной способности трудится механизм восстановления поврежденной ДНК.
В ходе репликации ДНК еще большое количество белых пятен, каковые ожидают изучения. К примеру, для изучения завершающей стадии репликации модельную совокупность сделали не так в далеком прошлом.
Создатель: Анна Маньшина