L'étude indique les mécanismes compliqués impliqués dans l'enzyme qui régit la duplication d'ADN

Dans aujourd'hui publié d'étude en gènes et le développement, M. Christian Speck du groupe clinique de la réplication de l'ADN du centre des sciences de MRC, en collaboration avec le laboratoire national de Brookhaven (BNL), New York, indiquent les mécanismes compliqués impliqués dans l'enzyme qui régit la duplication d'ADN pendant la division cellulaire. En développant un système sophistiqué utilisant synthétique, les approches chimiques et structurelles de biologie, l'étude indique comment une enzyme principale impliquée en reproduisant l'information génétique embrasse l'ADN par un système déclenché, qui s'ouvrent aux positions précises tenant compte d'un procédé fortement réglé de réplication. Ce travail améliore la compréhension actuelle d'un procédé biologique essentiel et propose une route pour arrêter la division cellulaire dans la maladie telle que le cancer.

Quand une cellule se divise, l'information génétique est reproduite dans un procédé connu sous le nom de réplication de l'ADN. Pour que ceci se produise, une « machine de réplication » est assemblée sur l'ADN avant la duplication. Un composé de protéine connu sous le nom d'ORQUE qui identifie l'origine de réplication de l'ADN commence le procédé entier. Ensuite, une enzyme, la hélicase MCM2-7, dont le rôle est de dérouler et séparer les deux boucles de l'helice d'ADN, est chargée sur l'ADN par l'ORQUE de système de machine. La hélicase est une enzyme de forme annulaire composée de six sous-unités (hexamer), bien que comment la structure de sonnerie ouvre et encercle l'ADN est jusqu'ici restée un mystère.

Les théories initiales en dedans dans le domaine ont assumé la hélicase pour exister dans une conformation ouverte de sonnerie. L'équipe du point a argué du fait que ceci mènerait assurément à la réplication de l'ADN mauvais réglée sans le contrôle ou la spécificité. Pour examiner l'activité de hélicase plus en détail, le Sun de Jingchuan à BNL a utilisé un microscope électronique et a indiqué, contrairement aux théories initiales, la hélicase a existé réellement comme conformation fermée de sonnerie.

Pour indiquer exactement où dans les six sous-unités, la hélicase s'ouvre pour entourer l'ADN, l'équipe a produit des liens qui ont bloqué l'ouverture de sonnerie aux positions variées. Ils ont constaté que s'ils bloquaient une surface adjacente spécifique, entre MCM2 et MCM5, ADN ne pourrait pas entrer. Un rapamycin appelé de petite molécule réunit les liens ; une telle commutation moléculaire peut être utilisée pour régler l'entrée d'ADN à la sonnerie de MCM et à la réplication de l'ADN suivante. « Les deux dans le cadre de notre in vitro et in vivo expériences, nous avons prouvé que s'ouvrir de la surface adjacente MCM2/MCM5 est essentiel pour la charge de hélicase sur l'ADN, » explique le chrétien.

« L'inducteur a su pendant un moment que l'ADN peut réussir dans la sonnerie MCM2-7, mais n'a jamais été sûr que des sous-unités de MCM sont employé pour la charge réglée de hélicase. En concevant une expérience élégante, le laboratoire de point a maintenant prouvé une fois pour toutes que le MCM2-5 est le seul point d'entrée d'ADN, » dit le collaborateur Huilin Li à BNL.

Dans les eucaryotes, la hélicase MCM2-7 forme un double hexamer (avec un autre élément MCM2-7) quand il est chargé sur l'ADN. Dans cette étude, le groupe a également réglé la dispute de longue date entourant si la hélicase est chargée réellement comme hexamer unique, qui puis des dimerises, ou est chargé comme dimère au décalage. Ils ont conclu que la hélicase en fait est chargée comme hexamer unique avant de former un double hexamer.

En collaboration couronnée de succès qui arme les compétences de microscopie électronique à BNL avec la biologie chimique et les compétences génétiques aux sciences cliniques de MRC centrent, l'étude aborde des questions clé détaillant les procédés impliqués dans la réplication de l'ADN. « Notre travail est visé comprenant le mécanisme moléculaire de la réplication de l'ADN à un niveau principal. Pourtant nos découvertes pourraient également avoir des implications importantes, indiquant probablement des voies neuves de combattre le cancer, parce que la duplication d'ADN est un premier objectif pour empêcher l'accroissement de cellule cancéreuse, » dit le chrétien.

Source:

Brookhaven National Laboratory