La ricerca fa luce da su danno indotto da Sun e sulla riparazione del DNA

È un fatto ben noto che le razze ultraviolette del sole possono danneggiare l'interfaccia. Ora, un nuovo studio fa luce su che cosa accade dopo che il danno del DNA accade e su come l'organismo inizia la riparazione.

Un gruppo dei ricercatori alla Baylor University ha voluto determinare la serie di eventi che lanciano la riparazione del DNA in esseri umani dopo l'esposizione alle razze offensive del sole. Lo studio dell'innovazione, che è stato pubblicato negli acidi nucleici accademici la ricerca di Oxford del giornale, rivela come da danno indotto da luce del DNA è riconosciuto dal macchinario molecolare della riparazione in celle per la riparazione.

La luce ultravioletta (UV) dal sole è un agente cancerogeno comune che può danneggiare il DNA (acido desossiribonucleico) nell'organismo. Il DNA è importante perché porta le informazioni genetiche e le cianografie per le funzioni cellulari. Quando l'organismo non riesce a riparare il DNA, danno indotto da luce UV, può piombo alle mutazioni e finalmente, cancro.

La luce UV rappresenta una minaccia su integrità del genoma avviando il danno del DNA, anche definito come danno del legame incrociato del intra-filo. Ci sono due lesioni importanti, compreso il dimero della pirimidina del cyclobutane (CPD), che è circa 70 per cento del danno e 6-4 del photoproduct (6-4PP), che costituisce 30 per cento.

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L'articolo dell'innovazione del gruppo del Dott. Jung-Hyun Min prevede una migliore comprensione del trattamento dinamico tramite cui il danno del DNA è riconosciuto e riparato. (Robert Rogers/Baylor University)

Meccanismo di riparazione cellulare del DNA (NER)

Che cosa è il meccanismo di riparazione cellulare del DNA (NER)? I geni della riparazione di asportazione (NER) del nucleotide sono responsabili della riparazione di danno del DNA determinata dagli agenti esogeni, quali luce UV, i prodotti chimici e la radiazione ionizzante. Le proteine di NER riconoscono il danno del DNA, eliminano l'errore e riparano il filo del DNA.

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(Credito: La proteina della ricerca) dell'acido nucleico Rad4/XPC si impegna dinamicamente con il duplex del DNA “si apre„ e riconosce 6-4 il photoproduct (6-4PP), una lesione importante del DNA indotta da luce solare. Qui è presentato una nuova struttura che mostra come il 6-4PP completamente è lanciato dalla doppia elica del DNA dalla proteina di Rad4/XPC che inizia la riparazione di asportazione del nucleotide.

Il NER funziona più velocemente per le lesioni 6-4PP che sulle lesioni della DPC, poiché la proteina dipercezione del DNA conosciuta come Rad4/XPC che stimola NER è più efficace a distinguere le lesioni 6-4PP. Quando il Rad4/XPC lega con la lesione, la via di NER può eliminarla più efficientemente.

Sebbene NER funzioni attraverso tutti gli organismi, è rimanere poco chiaro come la proteina dipercezione di DMA distingue le lesioni e la differenza nel risparmio di temi di riconoscimento loro.

Per sbarcare ai risultati dello studio, il gruppo dei ricercatori ha determinato una struttura 3D di proteina Rad4 che è limitata ad un substrato del DNA che contiene una lesione 6-4PP. Hanno utilizzato la cristallografia a raggi x e da là, hanno veduto che la proteina lancia esternamente le parti del DNA che contiene il 6-4PP. Quindi, apre la doppia elica del DNA, seguita dal districare e dal piegamento dei fili del DNA.

Egualmente hanno trovato che le proteine limitano non sulle parti nocive del DNA, ma invece, sulle parti sane di fronte alla lesione. Poi hanno stimolato informaticamente il trattamento in cui il Rad4 può legare con il DNA che contiene la DPC o 6-4PP. La simulazione ha rivelato che la proteina agisce prontamente sul 6-4PP per districare, piegare e per aprire parzialmente il DNA al sito della lesione. D'altra parte, il DNA DPC-contenente ha resistito a districare e piegare quello stava presentando prontamente in 6-4PP.

I ricercatori un una traiettoria molecolare 3D che mostra i punti importanti che si presentano durante l'apertura del DNA.

“L'marchio di garanzia di NER è che ripara un intervallo molto vasto di danno del DNA. Quello è abbastanza importante in termini di come i nostri genoma sono protetti da danno in condizioni ambientali causato del DNA,„ Dott. Jung-Hyun Min, un professore associato di chimica e la biochimica nell'istituto universitario di Baylor delle arti & delle scienze, ha detto in un'istruzione.

“Mentre è stato conosciuto per molte decadi che questa proteina di Rad4/XPC può riconoscere molto efficientemente 6-4PP, non c'è stato struttura per mostrare come realmente lega alla lesione e perché il riconoscimento è così efficiente rispetto alle lesioni quale la DPC. Basicamente, il nostro studio colma piacevolmente questa lacuna mancante e la dettaglia che cosa quel meccanismo deve essere,„ ha aggiunto.

I ricercatori ritengono che i meccanismi di NER potrebbero dare il danno indotto da UV di comprensione del DNA dei vantaggi più appena, ma anche la capacità di NER di riparare tale danno. NER è molto importante da riparare i fili nocivi del DNA causati il più comunemente dal fumo della sigaretta, da alcune droghe della chemioterapia e perfino da agenti inquinanti industriali.

“Speriamo che la conoscenza scopriamo possa essere utile nella soluzione dei problemi principali nelle sanità,„ Min ha detto. “Questo è come immaginiamo che possiamo aiutare - capendo come le cose funzionano con il dettaglio strutturale 3-D completo,„ il Dott. Min ha aggiunto.

Che cosa è cancro di interfaccia? che

Uno dei cancri più comuni causati tramite l'esposizione dell'UV-indicatore luminoso è cancro di interfaccia.

Il cancro di interfaccia, che comprende la crescita anormale delle cellule epiteliali, si sviluppa spesso a causa dell'esposizione del sole dell'interfaccia. Tuttavia, il cancro di interfaccia può anche svilupparsi nelle aree che ordinariamente non sono esposte al sole.

Il tipo più comune tre di cancro di interfaccia include, melanoma, basalioma e carcinoma spinocellulare. Il melanoma è raro ma il tipo più aggressivo di cancro di interfaccia. È più probabile invadere i tessuti circostanti e può spargersi alle altre parti del corpo. Il melanoma è egualmente il più micidiale di tutti i cancri di interfaccia.

Le lesioni del cancro di interfaccia, come il melanoma, possono comparire e svilupparsi dovunque nell'organismo i siti più comuni, tuttavia, sono quelli esposti al sole, come i cosciotti, le armi, la fronte di taglio ed arretrato. Ma, può anche comparire nelle sogliole dei piedi, nei letti dell'unghia e nelle palme delle mani. I segni ed i sintomi più comuni comprendono lo sviluppo di nuova lesione pigmentata o insolito di aspetto sull'interfaccia e di un cambiamento nelle mole attuali. Per diminuire il rischio di cancro di interfaccia, limitante l'esposizione a radiazione ultravioletta o evitante la è raccomandata.

Journal reference:

Debamita Paul, Hong Mu, Hong Zhao, Ouathek Ouerfelli, Philip D Jeffrey, Suse Broyde, Jung-Hyun Min, Structure and mechanism of pyrimidine–pyrimidone (6-4) photoproduct recognition by the Rad4/XPC nucleotide excision repair complex, Nucleic Acids Research, Volume 47, Issue 12, 09 July 2019, Pages 6015–6028, https://doi.org/10.1093/nar/gkz359, https://academic.oup.com/nar/article/47/12/6015/5490814

Angela Betsaida B. Laguipo

Written by

Angela Betsaida B. Laguipo

Angela is a nurse by profession and a writer by heart. She graduated with honors (Cum Laude) for her Bachelor of Nursing degree at the University of Baguio, Philippines. She recently completed a Master's Degree where she specialized in Maternal and Child Nursing and is now working as a clinical instructor and educator in the School of Nursing at the University of Baguio.

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