Greitas ir visiškas genų lūžių taisymas gali būti daugelio organizmų gyvybės ar mirties klausimas. Net patys paprasčiausi sekos pakeitimai kelia katastrofą, ypač jei modifikuotas kodas yra atsakingas už kritinę funkciją.

Per pastarąjį pusę amžiaus biologai ištyrė mechanizmus, susijusius su daugelio pagrindinių žingsnių, susijusių su DNR taisymu iš visos širdies, surinkimu. Tačiau dalis proceso liko varginančiai neaiški.

Pažymėdami pagrindinius fermentus ir DNR fluorescencinėmis žymėmis ir stebėdami, kaip remonto procesas vyksta realiu laiku Escherichia coli Modelis, tyrėjai iš Upsalos universiteto Švedijoje užpildė trūkstamą informaciją apie tai, kaip bakterijos randa šablonus, kuriais remiasi, kad genetinis remontas būtų be klaidų.

Vienas iš triukų, kurį dauguma gyvų būtybių naudoja, kad išlaikytų savo kodą tvarkingą, yra procesas homologinė rekombinacija, biologinis atitikmuo lyginant dvi skirtingas scenarijaus versijas, siekiant užtikrinti, kad versijoje nebūtų atsitiktinai padarytos klaidos.

Laikydamas nepažeistą sekos kopiją šalia remonto užduoties, ląstelė gali užtikrinti, kad, kai suklijuoti nupjauti galai, jokių pokyčių neįvyks.

Molekuliniai biologai tai žino jau kurį laiką Rekombinazės baltymas rica Jis vaidina svarbų vaidmenį valdant šį procesą. Tai svarbus fermentas, palaikantis DNR vientisumą jos kopiją Jis randamas beveik visose tirtose rūšyse.

Kai dvigubos grandinės DNR „kopėčios“ yra visiškai sulaužytos, grupė baltymų stengiasi surinkti nupjautus galus ir tvarkingai juos nukirpti, kad RecA galėtų įsikurti ir atlikti savo darbą.

Išsiplėtęs į ilgą bloką, šis baltymas apima baltymų ir DNR grandinę, galinčią prilipti prie sulaužytos grandinės ir nepažeistos antrosios nesulaužtos DNR grandinės.

Daugelis mokslininkų žino. Iš ten viela turi rasti tinkamą seką, kuri būtų palyginimo taškas. Kaip sruogos atlieka šį tyrimą per pakankamai trumpą laiką, buvo paslaptis daugiau nei 50 metų, daugėjant milijonams bazinių porų, kurias reikia ištirti sudėtingų chromosomos posūkių metu.

Norėdami geriau suprasti fermento darbo laiką ir navigaciją, mokslininkai išaugino tūkstančius coli bakterijos Ląstelės yra mažų kanalų serijoje, kuri leido jiems sekti atskiras bakterijas eksperimentuojant.

Įdėję ląsteles, mokslininkai, naudodamiesi DNR, padarė nedideles pertraukas CRISPR Genų redagavimas, nupjautų galų žymėjimas fluorescenciniais žymenimis, kad būtų galima vizualizuoti lūžio vietą mikroskopu.

„Mikrofluidinės kultūros mikroschema leidžia mums vienu metu sekti tūkstančių atskirų bakterijų likimą ir laiku kontroliuoti CRISPR technologijos sukeltą DNR sutrikimą“. Jis sako Upsalos universiteto molekulinis biologas Jacob Wiktor.

Galiausiai, naudokite Antikūnai Norėdami rasti „RecA“ gijas, kai jos įsikūrė ir pradėjo ieškoti savo bibliotekoje.

Praneškite komandai apie cheminį įspėjimą, kai visas remonto procesas bus baigtas. Vidutiniškai tai truko tik 15 minučių coli bakterijos baigti darbus.

Keista, kad baltymams rasti tinkamą šabloną prireikė tik devynių minučių.

Atrodo, kad paslaptis slypi RecA nukleoproteino sruogų konstrukcijoje. Šis siūlas eina per ląstelę, sugriebia chromosomą ir slysta žemyn, ieškodamas atitikimo su jos rankena.

Nors tai gali pasirodyti ne taip efektyvu, tai tikrai nesiskiria nuo to, kad metodiškai vaikščiojate bibliotekos koridoriais ieškodami knygos, atitinkančios skambučio numerį iš katalogo.

„Kadangi DNR galai yra įterpti į šiuos pluoštus, pakanka, kad bet kuris sruogų segmentas surastų brangų šabloną, todėl teoriškai paieška sumažėja nuo trijų iki dviejų dimensijų”. Jis sako Arvidas Geno.

„Mūsų modelis rodo, kad tai yra greito ir sėkmingo simetrijos taisymo raktas.”

Nors šis tyrimas buvo atliktas su bakterijomis, faktas, kad RecA yra panašus visoje biosferoje, daro jį svarbų mūsų organizmui.

Dabar, kai žinome, kaip vyksta šis procesas, galime pradėti ieškoti situacijų, kuriose mūsų DNR taisymas vyksta netinkamai, požymių, atveriant kelią suprasti tokių ligų kilmę kaip vėžys.

Šis tyrimas buvo paskelbtas m nuraminti gamtą.