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Lo studio rivela i meccanismi complessi in questione in enzima che governa la duplicazione del DNA

In uno studio pubblicato oggi in geni & nello sviluppo, il Dott. Christian Speck dal gruppo del replicazione del dna di MRC del centro clinico di scienze, in collaborazione con il laboratorio nazionale di Brookhaven (BNL), New York, rivela i meccanismi complessi coinvolgere nell'enzima che governa la duplicazione del DNA durante la divisione cellulare. Mettendo a punto un sistema specializzato facendo uso del sintetico, gli approcci chimici e strutturali di biologia, lo studio rivela come un enzima chiave in questione nella duplicazione delle informazioni genetiche abbraccia il DNA attraverso un sistema gated, che si aprono alle posizioni precise tenendo conto un trattamento altamente regolamentato della replica. Questo lavoro migliora la comprensione corrente di un trattamento biologico essenziale e suggerisce un itinerario per la fermata della divisione cellulare nella malattia quale cancro.

Quando una cella si divide, le informazioni genetiche sono duplicate in un trattamento conosciuto come il replicazione del dna. Affinchè questo accada, “un commputer della replica„ è montato sopra il DNA prima di duplicazione. Un complesso della proteina conosciuto come l'ORCA che riconosce l'origine del replicazione del dna inizia il trattamento di tutto. Dopo, un enzima, il helicase MCM2-7, di cui il ruolo è di svolgere e separare i due fili dell'elica del DNA, è caricato sul DNA dall'ORCA a macchina del sistema. Il helicase è un enzima a sezione circolare composto di sei sottounità (hexamer), sebbene come la struttura dell'anello apre e circonda il DNA, finora, è rimanere un mistero.

Le teorie iniziali dentro nel campo hanno presupposto il helicase per esistere in una conformazione aperta dell'anello. Il gruppo della macchietta ha sostenuto che questo piombo indubbiamente al replicazione del dna male regolamentato senza controllo o la specificità. Per esaminare più dettagliatamente l'attività di helicase, il Sun di Jingchuan a BNL ha utilizzato un microscopio elettronico ed ha rivelato, contrariamente alle teorie iniziali, il helicase realmente è esistito come conformazione chiusa dell'anello.

Per segnare dove con esattezza all'interno dei sei sottounità, il helicase si apre per comprendere il DNA, il gruppo ha generato i legami che hanno bloccato l'apertura dell'anello alle varie posizioni. Hanno trovato che se bloccassero un'interfaccia specifica, fra MCM2 e MCM5, DNA non potesse entrare. Una piccola molecola chiamata rapamicina riunisce i legami; così opzione molecolare può essere utilizzata per gestire l'entrata del DNA all'anello di MCM ed al replicazione del dna successivo. “Entrambi nel contesto del nostri in vitro e in vivo esperimenti, abbiamo indicato che l'apertura dell'interfaccia MCM2/MCM5 è essenziale per caricamento di helicase sul DNA,„ spieghiamo il cristiano.

“Il campo ha saputo per un po'che il DNA può trasformarsi l'anello MCM2-7, ma mai non è stato sicuro che gli sottounità di MCM sono usati per caricamento regolamentato di helicase. Progettando un esperimento elegante, il laboratorio della macchietta ora ha indicato una volta per tutte che il MCM2-5 è il solo punto di ingresso del DNA,„ dice il collaboratore Huilin Li a BNL.

In eucarioti, il helicase MCM2-7 forma un doppio hexamer (con un'altra unità MCM2-7) quando è caricata su DNA. In questo studio, il gruppo egualmente ha sistemato la controversia di lunga durata che circonda se il helicase realmente è caricato come singolo hexamer, che poi dimerises, o è caricato come dimero alla stampa offset. Hanno concluso che il helicase in effetti è caricato come singolo hexamer prima della formazione del hexamer doppio.

In una riuscita collaborazione che sfrutta la competenza di microscopia elettronica a BNL con la biologia chimica e la competenza genetica alle scienze cliniche di MRC concentra, lo studio rivolge le questioni chiavi che dettagliano i trattamenti in questione nel replicazione del dna. “Il nostro lavoro è puntato su che capisce il meccanismo molecolare del replicazione del dna ad un livello fondamentale. Eppure i nostri risultati potrebbero anche avere implicazioni importanti, possibilmente indicanti i nuovi modi combattere il cancro, perché la duplicazione del DNA è un obiettivo principale per inibire la crescita della cellula tumorale,„ dice il cristiano.

Source:

Brookhaven National Laboratory