Biochemists may pinpointed kung paano ang isang lamat sa DNA na gitnang sa mga mutations sa kanser at pag-iipon fools ang cellular enzyme na kopya DNA. Ang kanilang paghahanap ay nagpapaliwanag kung paano oxidative pinsala DNA - isang proseso na mahaba naniniwala na pailalim ng mga cancers at pag-iipon - ay maaaring lumikha ng permanenteng genetic pinsala.
Ang Duke University Medical Center mananaliksik 'natuklasan ay na-publish online Agosto 22, 2004, sa pamamagitan ng Nature journal. Ang mga siyentipiko ay humantong sa pamamagitan ng Associate Professor ng byokimika Lorena Beese, Ph.D., at lead may-akda ang papel ay Gerald Hsu, isang Duke MD / Ph.D. mag-aaral. Ang iba pang co-may-akda ay Thomas Carell at Matthias Ober ng Ludwig Maximillians University sa Alemanya. Ang kanilang pananaliksik ay suportado pangunahin sa pamamagitan ng sa National Cancer Institute.
DNA ay isang double maiiwan tayo Molekyul na hugis tulad ng isang spiral na hagdanan. Ang dalawang strands ng spiral ay naka-link sa pamamagitan ng mga sequences ng mga molecular subunits, o ang mga bases, na tinatawag na nucleotides. Ang apat na nucleotides-guanine, cytosine, adenine at thymine - natural makadagdag sa isa't isa tulad ng mga piraso ng palaisipan. Sa normal na DNA, ng guanine mga katugma sa isang cytosine, at isang adenine sa thymine isang. Gayunpaman, ang kalat-kalat na reaktibo oxidizing molecule sa cell ay maaaring baguhin guanine upang maging isang "8-oxoguanine" na maaaring humantong sa isang mismatch.
Mismatch ito ay nangyayari sa proseso ng Kinokopya DNA, na nagsisimula kapag ang dalawang strands magsiper. Ang isang protina enzyme na tinatawag na DNA polymerase pagkatapos ay gumagawa ng paraan kasama ang isa masadsad "template" pagdaragdag ng mga nucleotides upang lumikha ng isang bagong double-kilu-kilo DNA. Sa proseso pagtitiklop, ang polymerase kumukuha ng sumadsad ng DNA sa pamamagitan ng isang maliit na "aktibong site" - medyo tulad ng spaghetti sumadsad na iguguhit sa pamamagitan ng isang sa inyong kalusugan.
Karaniwan, ang tumpak na nagdadagdag ng ito "mataas na katapatan" polymerase ang kakontra nucleotides at nakita ang anumang mga pagkakamali na nagawa. Mga pagkakamali o mismatches na ihayag ang kanilang sarili bilang mga malformations na papangitin ang mga aktibong site - tulad ng mga kinks sa sumadsad spaghetti na bakya ang sa inyong kalusugan. Ganitong malformations trigger ng isang repair mekanismo upang iwasto ang mga mismatch.
Ang mga mananaliksik na paunang pag-aaral na nagsiwalat na polymerase biochemically "prefers" upang mismatch isang 8-oxoguanine na may adenine sa halip na ang tamang cytosine. Kung hindi nakita at naitama, tulad mismatch isang humantong sa mga error sa makinarya sa cell na maaaring palitawin ang walang pigil paglago ng kanser o ang kamatayan ng mga cell sa pag-iipon. Gayunpaman, ang mga mananaliksik ay mahaba kilala na ang 8-oxoguanine-adenine mismatch ay tila upang madaling maiwasan ang detection ng polymerase.
"May ay isang bilang ng mga pag-aaral ng kinetika at ang byokimika ng reaksyon mismatch na ito, ngunit hindi ito ay naunawaan kung bakit ito partikular na sugat evaded detection pati na rin ito," sabi Beese. "Ito ay isa ng isang serye ng mga mga tulad oxidative lesions, ngunit ito ay itinuturing na ang pinaka mutagenic, na kung saan ay kung bakit namin puro sa pag-unawa ito."
Sa mga eksperimento, Hsu nagtrabaho sa partikular na malakas na enzyme polymerase mula sa isang matatag sa init pilay ng ang bacterium, Bacillus stearothermophilus, na thrives sa geothermal Hot Springs. Siya crystallized enzyme na ito kasama ang isang sumadsad ng DNA na naglalaman ng isang 8-oxoguanine. Dahil ang polymerase Pinapanatili ang kakayahan upang synthesize ang DNA sa kristal, ang Hsu pagkatapos ay nagdagdag ng alinman sa tamang (cytosine) o mali (adenine) nucleotides at sinusunod ang mga resulta.
Gamit ang X-ray crystallography, ang mga mananaliksik ay magagawang mahulo na may mahusay na katumpakan ang istraktura ng mga protina at ang DNA sa kristal. Ang serye ng mga kristal nila nasuri constituted mga snapshot ng function na ang polymerase bilang ito ay nilikha parehong wasto at mutated strands mula sa template.