Panjang dan pendeknya replikasi DNA

Anonim

Proses menyalin DNA adalah koreografi yang rumit yang membutuhkan kecepatan dan presisi pin-point yang cepat. Menemukan rincian rumit dari proses ini dapat mengidentifikasi cara-cara baru untuk menargetkan penyakit, seperti kanker, dan ilmuwan KAUST baru saja menemukan langkah penting.

DNA di setiap sel manusia sekitar 3 miliar digit dan harus disalin setiap kali sel membelah — yang terjadi hampir 2 triliun kali setiap hari.

Jika kesalahan terjadi pada replikasi DNA, sel-sel bisa menjadi abnormal dan menimbulkan penyakit. Kode DNA yang telah bermutasi untuk memungkinkan sel membelah tak terkendali, misalnya, dapat menyebabkan kanker. Ini membuatnya penting untuk memahami bagaimana enzim mereplikasi dan memperbaiki DNA, kata Manal Zaher, Ph.D. siswa dalam kelompok Samir Hamdan di KAUST, yang memimpin penelitian.

Zaher menyelidiki enzim yang memungkinkan untaian DNA pendek yang terbentuk selama replikasi DNA, yang disebut fragmen Okazaki, untuk menghubungkan ke dalam string DNA terus menerus.

Dengan proses yang dikenal sebagai pematangan fragmen Okazaki, enzim yang disebut FEN1 memotong "flaps" di fragmen Okazaki yang perlu dihapus sebelum fragmen dapat bergabung. "Spesifisitas berbasis sekuens secara parsial menjelaskan rahasia kesetiaan replikasi, namun, kami kekurangan informasi kunci tentang dasar eksisi berbasis struktur oleh FEN1 yang diperlukan di ~ 50 juta situs fragmen Okazaki selama replikasi DNA manusia, " Hamdan menjelaskan.

FEN1 diproduksi berlebihan atau diubah dalam berbagai bentuk kanker, dan Zaher ingin menyelidiki keterlibatan enzim ini secara pasti.

Para peneliti menggunakan teknik pencitraan yang disebut FRET single-molekul untuk menemukan bagaimana FEN1 berlabuh dan dilepaskan dari enzim lain dan fragmen DNA.

Zaher terkejut menemukan bahwa FEN1 bertindak sebagai saklar antara dua jalur enzim yang berbeda. Jika flap pendek, FEN1 merapat ke DNA untuk membiarkan fragmen Okazaki bergabung. Namun, jika flap panjang, FEN1 memantul, meninggalkan dua enzim lain yang disebut Dna2 dan RPA untuk berlabuh dan memotong sebagian besar flap sebelum FEN1 pada gilirannya masuk untuk menyelesaikan pekerjaan.

"Mekanisme dua langkah ini dapat sangat membantu pemahaman kita tentang pengaturan langkah fragmen Okazaki berikutnya, " jelas Zaher, "dan itu penting terutama karena mutasi pada Dna2 dan RPA juga dikaitkan dengan kanker."

Kelompok Hamdan telah memutuskan untuk menyelidiki interaksi berikutnya yang dialami FEN1, terus mengungkap misteri replikasi DNA selangkah demi selangkah.

menu
menu