Biochemists har preciserat hur en skavank i DNA, som är centralen till mutationar, i cancer och att åldras bedrar det cell- enzymet som kopierar DNA. Deras finna förklarar hur oxidative DNA-skada - ett processaa som tros long för att underligga cancer och att åldras - kan skapa permanent genetisk skada.
De Duke University Medicinskt centerforskare rön publicerades on-line Aug. 22, 2004, av föra journal överNaturen. Forskarna var ledde vid Förbunden Professor av Biochemistry Lorena Beese, Ph.D., och papperets bly- författare var Gerald Hsu, en deltagare för Hertig M.D./Ph.D. De andra co-författarna är Thomas Carell och Matthias Ober av den Ludwig Maximillians Universitetar i Tyskland. Deras forskning stöttades främst av MedborgareCancerInstitutet.
DNA är den dubbla strandsatta molekylen formad något liknande per röra sig i spiraltrappuppgång. Tvåna strandar av röra sig i spiral anknytas by ordnar av molekylära subunits eller baser som kallas nucleotides. De fyra nucleotidesna - guanine, cytosine, adenine och thymine - naturligt komplement ett ett annat likt pussel lappar. I det normalaDNA matchar en guanine med en cytosine och en adenine med en thymine. Emellertid kan reactive oxiderande molekylar för vilsekommet djur i cellen förändra guanine för att bli ”8-oxoguanine” som kan leda till en mismatch.
Denna mismatch uppstår i det processaa av reproducering av DNA, som börjar, när tvåna strandar drar ned blixtlåset på. Ett proteinenzym som kallas DNA-polymerasen fungerar därefter, dess längs en ”mall” strandar långt att tillfoga nucleotides för att skapa en ny dubblett-strandad DNA. I den processaa replicationen, drar polymerasen DNAEN strandar till och med en liten ”aktivplats” - gilla något en spagetti strandar att dras till och med en Cheerio.
Normalt tillfogar avkänner denna ”kick-troheten” polymerase exakt kompletterande nucleotides och några missförstår som har gjorts. Dessa missförstår, eller mismatches avslöjer sig som malformations som förvrider aktivplatsen - något liknande vrider i spagettin strandar som skulle träskon Cheerioen. Sådan malformations startar en repareramekanism för att korrigera mismatchen.
Forskarna märka med sina initialer studier avslöjde att polymerasen ”föredrar biochemically” att oöverensstämmelse en oxoguanine 8 med adenine som är snarlik än den korrekta cytosinen. Om inte avkänt och korrigerad sådan blytak för en mismatch till fel i cellens maskineri som kan starta den obehärskada tillväxten av cancer eller döden av celler, i att åldras. Emellertid har forskare långt bekant som denadenine 8 mismatchen verkar klart för att undvika upptäckt vid polymerasen.
”Har Det finnas ett nummer av studier av kineticsen och biochemistryen av denna mismatchreaktion, men det förstods inte därför denna den särskilda organskadan kringgick upptäckt så väl, som den gör,”, sade Beese. ”Är Den en av en serie av sådan oxidative organskador, men den är ansedd det mest mutagenic, som är därför vi koncentrerade på överenskommelse den.”,
I experimenten fungerade Hsu med det bestämt robustt polymeraseenzymet från ett thermostable anstränger av bakterien, den stearothermophilus Bacillusen, som blomstrar i geotermiska Hot Springs. Han kristalliserade detta enzym tillsammans med en DNA strandar, att innehållet en oxoguanine 8. Därför Att polymerasen behåller kapaciteten att synthesize DNA i kristallen, tillfogade observerade Hsu därefter endera de korrekta (cytosine) eller oriktiga nucleotidesna (för adenine) och resultaten.
Genom Att Använda Röntga crystallography, var forskarna kompetent att sluta sig till med stor precision strukturera av proteinet och DNAEN i kristallen. Serierna av kristaller som de analyserade beskaffade kort av polymerase'sen, fungerar, som den skapade både exakt, och muterat strandar från mallen.