El estudio revela los mecanismos complejos implicados en la enzima que regula la duplicación de la DNA

En un estudio publicado hoy en genes y el revelado, el Dr. Christian Speck del grupo de la réplica de la DNA de MRC del centro clínico de las ciencias, en colaboración con el laboratorio nacional de Brookhaven (BNL), Nueva York, revela los mecanismos complejos implicados en la enzima que regula la duplicación de la DNA durante la división celular. Desarrollando un sistema sofisticado usando sintetizado, las aproximaciones químicas y estructurales de la biología, el estudio revelan cómo una enzima dominante implicada en la duplicación de la información genética abraza la DNA a través de un sistema bloqueado, que abren en las posiciones exactas teniendo en cuenta un proceso altamente regulado de la réplica. Este trabajo aumenta la comprensión actual de un proceso biológico esencial y sugiere una ruta para parar la división celular en enfermedad tal como cáncer.

Cuando una célula divide, la información genética se duplica en un proceso conocido como réplica de la DNA. Para que esto ocurra, una “máquina de la réplica” se monta encima de la DNA antes de la duplicación. Un complejo de la proteína conocido como ORCA que reconozca el origen de la réplica de la DNA inicia el proceso entero. Después, una enzima, el helicase MCM2-7, cuyo papel es desenrollar y separar los dos cabos de la hélice de la DNA, es cargada sobre la DNA por la ORCA del sistema de la máquina. El helicase es una enzima de forma anular integrada por seis subunidades (hexamer), aunque cómo la estructura del anillo abre y cerca la DNA, hasta ahora, ha seguido siendo un misterio.

Las teorías iniciales dentro en campo asumieron el helicase para existir en una conformación abierta del anillo. Las personas de la mota sostuvieron que ésta llevaría indudablemente a la réplica mal regulada de la DNA sin mando o especificidad. Para examinar la actividad del helicase más detalladamente, Jingchuan Sun en BNL utilizó un microscopio electrónico y reveló, contrariamente a las teorías iniciales, el helicase existió real como conformación cerrada del anillo.

Para establecer claramente donde dentro de las seis subunidades, el helicase se abre para abarcar la DNA, las personas generó las articulaciones que cegaron el orificio del anillo en las diversas posiciones. Encontraron que si cegaron un interfaz específico, entre MCM2 y MCM5, DNA no podría entrar. Una pequeña molécula llamada rapamycin trae las articulaciones juntas; un interruptor tan molecular se puede utilizar para controlar el asiento de la DNA al anillo del MCM y a la réplica subsiguiente de la DNA. “Ambos en el contexto de nuestro in vitro y in vivo experimentos, mostramos que la apertura del interfaz MCM2/MCM5 es esencial para el cargamento del helicase sobre la DNA,” explicamos al cristiano.

“El campo ha sabido durante algún tiempo que la DNA puede pasar en el anillo MCM2-7, pero nunca ha estado seguro que las subunidades del MCM se utilizan para el cargamento regulado del helicase. Diseñando un experimento elegante, el laboratorio de la mota ahora ha mostrado de una vez por todas que el MCM2-5 es el único punto de entrada de la DNA,” dice al colaborador Huilin Li en BNL.

En eucariotas, el helicase MCM2-7 forma un hexamer doble (con otra unidad MCM2-7) cuando se carga sobre la DNA. En este estudio, el grupo también estableció el prolongado conflicto que rodeaba si el helicase está cargado real como único hexamer, que entonces los dimerises, o se carga como dimero en el codo doble. Concluyeron que el helicase de hecho está cargado como único hexamer antes de formar un hexamer doble.

En una colaboración acertada que aproveche la experiencia de la microscopia electrónica en BNL con la biología química y la experiencia genética en las ciencias clínicas de MRC centra, el estudio dirige las preguntas claves que detallan los procesos implicados en la réplica de la DNA. “Nuestro trabajo se dirige que entiende el mecanismo molecular de la réplica de la DNA en un nivel fundamental. Con todo nuestras conclusión podrían también tener implicaciones importantes, apuntando posiblemente a las nuevas maneras de luchar el cáncer, porque la duplicación de la DNA es un objetivo primero para inhibir incremento de la célula cancerosa,” dicen al cristiano.

Source:

Brookhaven National Laboratory