Odkrycie nowej struktury przestrzennej cząsteczki DNA w żywych komórkach to potwierdzenie, że - i tak skomplikowany - kod genetyczny ma o wiele bardziej zawiłą symetrię niż ta, którą odzwierciedla powszechnie kojarzona podwójna helisa.
- Większość osób na hasło "DNA" wyobraża sobie podwójną helisę. To nowe odkrycie jest przypomnieniem, że istnieją też kompletnie inne struktury DNA, które mogą być istotne dla funkcjonowania komórek w naszym organizmie - mówi Daniel Christ z Garvan Institute of Medical Research in Australia.
Nowa struktura jest określana jako intercalated motif, w skrócie i-motif. Swoją nazwę bierze od interkalacji - w chemii to, najprościej ujmując, zjawisko wiązania niewielkich cząsteczek wewnątrz cząsteczek tworzących związki wielkocząsteczkowe. Motif można rozumieć natomiast jako "wzór".
Nowa struktura DNA, którą australijscy naukowcy po raz pierwszy zaobserwowali w żywych komórkach Fot. AG
Skręcony węzeł
Struktura i-motif, ze względu na swój kształt, określana jako "skręcony węzeł", została odkryta już w 1990 roku. Jednak dotąd naukowcy byli w stanie zaobserwować jej obecność tylko w warunkach laboratoryjnych (in vitro - poza żywym organizmem), a nie in vivo, czyli w żywych komórkach.
Udało się dopiero badaczom z Australii. Potwierdzili oni, że ta struktura występuje naturalnie w ludzkich komórkach, co oznacza, że jest istotna z biologicznego punktu widzenia. Wcześniej sądzono, że badania nad nią mogą być bezcelowe, bo jej istnienie nie ma żadnego konkretnego znaczenia. Odkrycie zespołu Christa temu przeczy.
Dołącz do Zdrowia na Facebooku!
Jak wygląda nowa struktura? Najpierw przyda się kilka słów przypomnienia, z czego składa się podwójna helisa. Tworzą ją dwa łańcuchy polinukleotydowe, które biegną w przeciwnych kierunkach, ale owijają się wokół tej samej osi (to te długie "nici"). Wewnątrz tej struktury znajdują się przyczepione do nich zasady azotowe nukleotydów (krótkie "nici") - w kodzie DNA występują cztery ich rodzaje: cytozyna (C), guanina (G), tymina (T) i adenina (A).
I-motif ma bardziej skomplikowaną budowę. - To czterołańcuchowy węzeł. W tej węzłowej strukturze cytozyny łączą się ze sobą - czyli zupełnie inaczej niż w podwójnej helisie, gdzie cytozyna łączy się z guaniną - wyjaśnia jeden ze współautorów publikacji na temat nowej struktury, Marcel Dinger.
Struktura, która pojawia się i znika
W trakcie badań naukowcy zaobserwowali, że opisywana struktura zachowuje się dynamicznie. Konkretniej pojawia się i znika, co badacze tłumaczą tym, że ma "zdolność formowania, rozkładu (rozpuszczania się) i ponownego formowania". To zachowanie specjaliści traktują jako główną wskazówkę
- Podejrzewamy, że to pojawianie się i znikanie jest kluczem do zrozumienia, co tak naprawdę robią te struktury - mówi główny autor badań Mahdi Zeraati. Na razie bowiem wiedza na temat funkcji i-motif jest jeszcze bardzo ograniczona.
Z tego, co już udało się ustalić na temat nowej struktury, badacze wnioskują, że jej główną rolą jest "pomoc w wyłączaniu albo włączaniu genów" co ma wpływać na to, "czy są aktywnie czytane, czy nie".
"Patologiczne konsekwencje"
Według Zeerati'ego poznanie odpowiedzi na pytanie o główną funkcję i-motif jest bardzo istotne - również dla innych rozpoznawanych alternatywnych dla podwójnej helisy struktur DNA (np. A-DNA, Z-DNA, potrójna struktura DNA).
- Te alternatywne struktury mogą być ważne z punktu widzenia białek w komórce, by rozpoznawały pokrewne sekwencje DNA i odpowiednio działały. Dlatego ich powstawanie [alternatywnych struktur - przyp.red.] może mieć kluczowe znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania komórki, zaś każde odchylenie - patologiczne konsekwencje - komentuje Zeerati.
Źródła: Nature Chemistry, Science Alert, Science Direct.
Zobacz też:
