Результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), показывают, что метод обнаружения повреждений ДНК в активных генах более сложен, чем считалось ранее.
Исследовательская группа надеется, что механистические открытия, представленные в этом исследовании, помогут объяснить сложные общегеномные паттерны мутаций, лежащие в основе эволюции новых видов, а также вызывающие опасные изменения в поведении клеток.
Генетическая информация, хранящаяся в ДНК всех живых организмов, содержит инструкции, обеспечивающие правильное функционирование клеток.
Если ДНК повреждена внешними факторами, такими как ультрафиолетовый свет, присутствующий на солнце, или химическими реакциями, которые происходят в клетках естественным образом, инструкции могут быть повреждены мутациями.
Мутации, которые изменяют критические гены, могут привести к таким заболеваниям, как рак, или могут позволить патогенам, таким как бактерии, приобретать новые и опасные характеристики, такие как устойчивость к антибиотикам.
Поскольку информация в ДНК настолько важна, клетки вкладывают огромные усилия в устранение повреждений, прежде чем они смогут причинить вред. Но поскольку повреждение происходит постоянно, а у клетки нет безграничных ресурсов, ремонтные работы должны быть нацелены на регионы, в которых больше всего нуждаются.
Когда изучаются паттерны мутаций, становится ясно, что включенные гены восстанавливаются первыми, а неактивные части генома восстанавливаются гораздо медленнее.
Исследования, проведенные за последние 20 лет, показали, что эта двухуровневая система восстановления основана на способности молекулярных машин, считывающих активные гены, называемых РНК-полимеразами, распознавать повреждение ДНК и привлекать системы восстановления ДНК к проблемам, с которыми они сталкиваются. обнаружен.
Исследователи из школы биохимии Бристольского университета показали, что молекулярный моторный белок под названием Mfd — первый помощник, привлекаемый РНК-полимеразой при возникновении трудностей — действует как дальний сканер повреждений ДНК.
Профессор Найджел Савери, возглавлявший группу, сказал: «Наши результаты показывают, что метод обнаружения повреждений ДНК в активных генах более сложен, чем ожидалось.
Путь, который связывает репарацию ДНК с экспрессией генов, потенциально может действовать на гораздо больших расстояниях, чем считалось ранее, потому что после того, как он был загружен в ДНК РНК-полимеразой, этот моторный белок первого ответа перемещается на сотни пар оснований — строительные блоки двойной спирали ДНК — в поисках повреждений.
«Наша работа также дает первое указание на то, что последовательности ДНК, в которых РНК-полимеразы ненадолго замедляются и приостанавливаются, могут действовать как сигналы для белков репарации ДНК, чтобы особенно тщательно исследовать соседнюю ДНК."
