Proces replikacji obejmuje przymocowanie do podwójnej nici DNA struktur molekularnych o nazwie sliding clamp, stanowiących swoistego rodzaju pierścieniowe uchwyty, zdolne do przesuwania się wzdłuż nici kwasu nukleinowego.
Mark Hedglin, badacz w Penn State's Department of Chemistry oraz członek zespołu wyjaśnia funkcję białka-sliding clamp ( ślizgowy zacisk pierścieniowy). Rola tego białka polega na otoczeniu nici DNA. Stanowi ono swoisty „strażniczy” pierścieniowy zacisk. Element ten jest niezbędnym do zamocowania specjalnych enzymów ( polimeraz DNA), zapewniając skuteczny przebieg procesu kopiowania materiału genetycznego. "Brak zacisku ślizgowego, umożliwia polimerazie skopiowanie niewielu deoksyrybonukleotydów, które budują DNA. Sliding clamp pomaga polimerazie w „pozostaniu w miejscu”, pozwalając, na skopiowanie matrycy kilka tysięcy razy. Następnie zostaje on usunięty z nici DNA, "dodał Mark Hedglin.
Naukowiec wyjaśnia również, że, ze względu na proces „zamykania „ się struktury pierścieniowego zacisku, innym koniecznym elementem jest element otwierający zatrzask (clamp loader).
"Wielką niewiadomą jest natomiast mechanizm przesuwania , zamykania i otwierania zatrzasku ", powiedział Mark Hedglin.
„Wiadomo, że polimeraza nie może być związana z sliding clamp i jednocześnie przesuwać się wzdłuż nici. Dlatego zidentyfikowanie obecności elementu otwierającego zatrzask po dłuższym czasie replikacji DNA może być kolejnym, ważnym zadaniem.”
W celu odpowiedzi na to pytanie zespół naukowców wykorzystał metodę Försterowskiego rezonansowego przeniesienia energii (FRET).
"Okazało się, że gdy zacisk jest na matrycy DNA ,a brak zasocjowanej z DNA polimerazy, zagadkowy element momentalnie usunął pierścieniowe białko zaciskowe. Jednak, gdy polimeraza była obecna, łączyła się z zaciskiem i dopiero po krótkiej chwili zacisk się otwierał i uwalniał nić DNA”.- stwierdzili naukowcy
Członkowie zespołu zauważyli, że w czasie, gdy zacisk i „otwieracz” były związane z DNA, nie były ściśle sprzężone ze sobą.
Umiejscowienie clamp loader umożliwiało polimerazie przyłączenie się do sliding clamp i utworzenie holoenzymu.
"Nasze badania pokazują, że holoenzym ludzkiej polimerazy DNA składa się wyłącznie z sliding clamp oraz polimerazy DNA, zaś .clamp leader nie jest jego częścią" - stwierdził Mark Hedglin.
Odkrycie to stanowi ważny element dla lepszego poznania procesu replikacji. Być może w przyszłości pozwoli ono usprawnić metody terapii genowych, lub też znajdzie inne równie kluczowe zastosowania.
Donata Zaczyńska
Źródło:
KOMENTARZE