Вчені вперше записали реплікацію ДНК на відео

Піксабей

Вчені вперше зробили відеозапис реплікації ДНК. Відео показує, що процес більш хаотичний, ніж колись вважалось, і підказує нові питання про те, як клітина запобігає мутації.

Перший погляд: реплікація ДНК

Вперше вчені зафіксували єдину молекулу ДНК, реплікується на відео, і вона змінює те, як ми думаємо про весь процес. Одним з найдивовижніших результатів є те, наскільки випадковість характеризує процес.

«Це інший підхід до реплікації, який піднімає нові питання», - сказав Стівен Ковальчіковскій, професор молекулярної генетики Університету Каліфорнії Девіс, в прес-релізі. «Це реальний зсув в парадигмі і підриває багато з підручників».

Дослідники спостерігали за реплікацією ДНК з бактерій E. coli. Перший крок в цьому процесі завжди бачить, що подвійна спіраль «розстібає» на дві нитки - «провідну нитку» і «відстаючу нитка». Кожен з них стає шаблоном для нової нитки, яка зроблена для її відповідності, залишаючи дві повні Молекули ДНК, коли процес досяг мети. Дослідники хотіли виміряти, як швидко працювали ферментні машини, що рухаються уздовж різних ниток в протилежних напрямках.

Полімераза на «провідною нитки» може легко працювати безперервними темпами, але полімераза на «відстає нитки» не може. До сих пір вчені вважали, що полімерази на двох нитках координують свій рух так чи інакше, щоб гарантувати, що людина не надто сильно випереджає іншого. Однак це відео показує, що це не так.

Зупинись і йди

Натомість прогрес полімерази «запізнілої ланцюга» дуже схожий на зупинку і рух по трафіку, непередбачену зупинку і запуск на випадкових швидкостях, які можуть варіюватися в десять разів. Швидше за все, координація - це всього лише середній результат у часі цього випадкового процесу зі змінними швидкостями і запуск і зупинка.

«Ми показали, що між нитками немає координації. Вони повністю автономні », - сказав Ковальчіковскій в прес-релізі.

Дослідники також виявили, що молекула ДНК використовує свого роду «перемикач мерця», який потрібно через цю недостатньої координації. Перемикач запускається, щоб зупинити спіраль від незжатими занадто далеко і дозволяє полімеразі наздогнати. Це важливо, тому що це зводить до мінімуму мутації, але це також ставить запитання: як відомо, що перемикач мертвого людини спрацьовує, якщо дві нитки працюють незалежно?

В дослідженні, опублікованому в Cell, підкреслюється, як схильність людини нав'язувати бачення порядку тим, що часто більш хаотично насправді, може змусити нас прийти до неправильних висновків. Кадри також пропонують деякі цікаві нові можливості для досліджень. І хоча план життя на нашій планеті може бути менш організований, ніж ми колись думали, в головоломці ДНК все ще залишається загадка, що дозволяє виявити нові сюрпризи майже напевно.

Список літератури: ScienceAlert - Latest, Eurekalert, Cell