Группой российских и американских биологов предложена новая модель восстановления повреждений ДНК в организме - Гранит науки - 2014-01-16

Группой российских и американских биологов предложена новая модель восстановления повреждений ДНК в организме, которая предполагает новую роль известного фермента и может объяснить высокую эффективность естественной репарации главной молекулы наследственности

Повреждение ДНК под воздействием факторов окружающей среды, а также метаболических процессов, происходящих в клетке, происходит постоянно, по некоторым подсчетам, с частотой от нескольких сотен до тысячи случаев в каждой клетке каждый час. Есть также предположение о том, что отсутствием репарации может быть обусловлено от 80 до 90 процентов всех раковых заболеваний. Восстановлением повреждений занимаются специальные ферменты. В исследовании, которым руководил профессор Евгений Нудлер (Evgeny Nudler) из Медицинского центра Лангона при Нью-Йоркском университете (NYU Langone Medical Center), были получены новые данные, указывающие на то, что РНК-полимераза, ответственная за считывание генетической информации с ДНК, также осуществляет “патрулирование” этой молекулы, выявляя на ней поврежденные участки. Но главное, проведенные in vitro и in vivo эксперименты показали, что еще один фермент, хеликаза UvrD, которая раскручивает ДНК для удаления поврежденного участка, способствует репарации в ансамбле с РНК-полимеразой. Новая модель опубликована в журнале Nature. Соавторы Евгения Нудлера с российской стороны – группа из Государственного научного центра РФ ГосНИИГенетика и Института Молекулярной биологии им. В.А Энгельгардта РАН под руководством профессора Александра Миронова (Alexander Mironov).

Хеликаза UvrD участвует в репарации, вырезая участки ДНК с измененными нуклеотидами, хотя роль фермента в этом процессе окончательно не выяснена. В публикуемой работе на бактерии Escherichia coli показано, что хеликаза UvrD связывается с РНК-полимеразой в то время, когда та удлиняет цепь синтезируемой РНК. В результате этого связывания РНК-полимераза «откатывается» по цепи ДНК в обратном направлении, обнажая поврежденный участок и делая его доступным для ферментов репарации. В противном случае повреждение остается скрытым под РНК-полимеразой, которая движется по ДНК, «переписывая» генетическую информацию для последующей сборки белков. Сбоем в механизме репарации из-за отсутствия функционального фермента UvrD обусловлен ряд заболеваний, в частности, наследственная болезнь кожи пигментная ксеродерма. Предлагаемая авторами модель способна объяснить и кажущуюся расточительность процесса транскрипции, в котором РНК-полимераза переводит в РНК всю информацию, записанную на ДНК, хотя реализованной в белковом синтезе оказывается лишь малая часть генетической последовательности. Смысл этого проясняется с выявлением «патрулирующей» роли РНК-полимеразы: проходя по всей ДНК, она отслеживает все повреждения, а связываясь с хеликазой UvrD, помогает клетке поддерживать целостность генома. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».