Cientistas que investigam uma enzima de reparo do DNA importante agora ter uma imagem melhor dos últimos passos de um processo que colas juntos, ou ligates, as extremidades das fitas de DNA para restaurar a dupla hélice.
A enzima, o DNA ligase, repara o DNA de milhões de quebras geradas durante o curso normal da vida de uma célula, por exemplo, liga os fragmentos de DNA abundante formada durante a replicação do material genético em células em divisão.
"Nosso estudo mostra que alterna DNA ligase de uma forma aberta estendida a uma forma, fechada circular, uma vez que junta fitas de DNA juntos", diz o estudo do autor sênior Tom Ellenberger, DVM, Ph.D., do Raymond H. Wittcoff Professor e chefe do Departamento de Biofísica Molecular e Bioquímica em Washington University School of Medicine em St. Louis . "A ligase se assemelha a um relógio de pulso que travas em torno das extremidades do DNA que estão sendo unidas."
DNA é surpreendentemente reativa e sob ataque contínuo a partir de toxinas ambientais e reativa metabólitos celulares. Um meio de reparar o dano ao DNA é vital para manter a integridade do código genético.
Quando estes processos de reparação dar errado, as células podem funcionar mal, morrem ou se tornam cancerosas, por isso os pesquisadores gostariam de saber como "mecânica DNA" fazer o seu trabalho. Ligases de DNA são alvos atraentes para a quimioterapia de câncer e outras doenças.
DNA ligase trabalha em conjunto com outra proteína em forma de anel conhecido como uma pinça deslizante. Grampos de deslizamento, como a proteína PCNA humano, são reguladores mestre de reparo do DNA, fornecendo sites de encaixe que enzimas de reparo de recrutar para o local do dano.
"Quando pilhas ligase contra PCNA e envolve o DNA, pensamos que essa interação ejeta outras proteínas reparação de PCNA", diz Ellenberger. "Nessa função, ligase pode servir como árbitro final de reparo do DNA, que ateste que o DNA está em bom estado e pronto para a etapa final do final DNA aderir."
Neste estudo de DNA ligase, publicado em 20 de outubro a emissão de Célula Molecular, Ellenberger grupo de pesquisa associou com os cientistas do Scripps Research Institute (TSRI), da Universidade de Maryland School of Medicine e Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (LBNL).
Para visualizar as estruturas complexas e dinâmicas de DNA ligase e PCNA, tanto separadamente como em um complexo, Ellenberger e seu grupo trabalharam de perto com cientistas LBNL para aproveitar a intensa raios-X e tecnologias avançadas do síncrotron Sibilas beamline no laboratório de Berkeley Fonte de luz avançados.
Os pesquisadores usaram uma combinação de cristalografia de raios X a baixo ângulo e raio-X de dispersão (SAXS). Eles realizaram seus estudos com um organismo modelo chamado solfataricus Sulfolobus que tem muitas das mesmas características bioquímicas de organismos multicelulares, incluindo os seres humanos.