Dodano: 24 kwiecień 2018r.

Naukowcy potwierdzili nową strukturę DNA

Australijscy badacze zidentyfikowali nową strukturę DNA. Skręcony "węzeł" DNA został nazwany i-motif i nigdy wcześniej nie był bezpośrednio widziany w żywych komórkach.

 

Nowe odkrycia pochodzące z Garvan Institute of Medical Research i zostały opublikowane w czasopiśmie „Nature Chemistry”.

Całe życie na Ziemi jest zbudowane na tych samych podstawach. W dużym uproszczeniu tworzą je cztery zasady azotowe tworzące nukleotydy, które są budulcem DNA. Dwie purynowe – adenina i guanina oraz dwie pirymidynowe – cytozyna i tymina. Każdą z tych substancji, dla ułatwienia, oznacza się jedną literką. I tak odpowiednio A – to adenina, T – tymina, C – cytozyna i G, którą oznacza się guaninę.

Zasady te w unikalnej dla każdego organizmu kombinacji zawierają jego zapis genetyczny. Informacje te zawierają precyzyjne instrukcje, jak budowane są nasze ciała i jak funkcjonują. Symboliczny kształt podwójnej helisy DNA zawładną publiczną wyobraźnią w 1953 roku, kiedy to James Watson, Francis Crick i Rosalinda Franklin odkryli strukturę DNA.

 

Jednak obecnie wiadomo, że krótkie odcinki DNA mogą istnieć w innych kształtach, przynajmniej w laboratorium - a naukowcy podejrzewają, że te różne kształty mogą odgrywać ważną rolę w tym, jak i kiedy kod DNA jest "czytany".

Nowy kształt – „węzeł” i-motfi - wygląda zupełnie inaczej niż podwójna helisa DNA. - Kiedy większość z nas myśli o DNA, myślimy o podwójnej helisie - powiedział profesor Daniel Christ, współautor badań. - Nowe badania przypominają nam, że istnieją zupełnie inne struktury DNA - i mogą być ważne dla naszych komórek – dodał.

Chociaż naukowcy już wcześniej widzieli i-motif i szczegółowo go badali, był on obserwowany jedynie w sztucznych warunkach w laboratorium, a nie w komórkach organizmu. Badacze spierali się nawet, czy ta struktura w ogóle istnieje w żywych istotach. Spór ten został rozwiązany przez nowe odkrycia.

Naukowcy w swoich badaniach posłużyli się zmodyfikowaną cząsteczką układu odpornościowego, która potrafiła rozpoznać struktury DNA nie będące helisą. Dzięki temu zlokalizowano i-motif, a wykorzystując techniki fluorescencyjne wskazano pozycję tych struktur, które jawiły się podczas obrazowania, jako zielone plamki.

- Najbardziej podekscytowało nas to, że widzimy zielone plamy - i-motif - pojawiające się i znikające w czasie, więc wiemy, że one się formują, rozpuszczają i tworzą ponownie – wyjaśnił Mahdi Zeraati.

Naukowcy wykazali, że struktury i-motif powstają najczęściej w określonym punkcie "cyklu życia" komórki - późnej fazie G1, kiedy DNA jest aktywnie "czytane". Pokazali także, że struktury te pojawiają się w niektórych regionach promotorowych genu (obszarach DNA, które kontrolują, czy geny są włączane lub wyłączane) oraz w telomerach, końcowych odcinkach chromosomów, które są ważne w procesie starzenia.

- Wydaje nam się, że struktury te są po to, aby włączyć lub wyłączyć geny i wpływać na to, czy dany gen jest aktywnie czytany, czy nie – ocenił Zeraati. - Przejściowy charakter tych struktur wyjaśnia też, dlaczego tak trudno było je znaleźć do tej pory – podkreślił z kolei Christ.

 

Źródło: Live Science, Science Daily, fot. Chris Hammang