Historicky první videozáznam replikace DNA přinesl nečekané odhalení

Historicky první videozáznam replikace DNA přinesl nečekané odhalení

Vědcům se vůbec poprvé podařilo nafilmovat replikaci DNA. Unikátní záznam mj. ukazuje, že tento proces zahrnuje překvapivé množství „nahodilostí“ a mohl by tak vést k zásadnímu přehodnocení našich názorů na to, jak se DNA během replikace chrání před mutacemi.

„Je to skutečný posun paradigmat a podkopává mnoho z toho, co je v učebnicích,“ uvedl jeden ze členů týmu, Stephen Kowalczykowski z University of California. „Jde o jiný způsob, jak přemýšlet o replikaci, který vyvolává nové otázky.“

Replikace zjednodušeně řečeno nastává tehdy, když se uvolní enzymy zvané helikázy a začnou rozdělovat dvojitou šroubovici DNA na dva jednovláknové řetězce. Tím vznikne typická struktura ve tvaru písmene Y. Pro iniciaci je potřebný enzym primáza, vytvářející tzv. primer. Zmínit je třeba i enzym DNA polymerázu, který následně připojuje další báze potřebné k vytvoření nové dvoušroubovice.

Klepněte pro větší obrázek

Odborníci dlouho předpokládali, že DNA polymerázy na obou řetězcích dokážou jaksi sladit svou činnost, aby nevznikaly mutace. Nyní však vyšlo najevo, že zde není vůbec žádná koordinace. Polymerázy fungují zcela autonomně a během celého procesu běžně dochází například k tomu, že syntéza zaostávajícího řetězce (lagging strand) se dočasně zastaví, zatímco syntéza vedoucího řetězce (leading strand) pokračuje. Průměrná rychlost replikace řetězců je ovšem přibližně stejná.

Výzkumníci rovněž zjistili, že kvůli výše uvedené skutečnosti musí dvojitá šroubovice DNA disponovat „tlačítkem mrtvého muže“, který zabrání helikáze v dalším rozdělování a umožní tak polymeráze, aby ji dohonila.

Ve světle těchto skutečností se samozřejmě přímo vnucuje otázka, jak replikující se molekula DNA může vědět, kdy nastal ten pravý čas pro vyhlášení pauzy či naopak zrychlení – jinak řečeno, jak dokáže minimalizovat výskyt mutací a dosáhnout tak perfektního výsledku?

Zdroj: UC Davis, Schéma replikace: OpenStax, CC BY 4.0

Témata článku: Video, Výzkum, DNA, Genetika, Mutace, Báze, University of California, Kalifornie, První video, Typická struktura, Řetězec, Nová molekula, Unikátní záznam, Výskyt, Šroubovice, Překvapivé množství, Videozáznam, Molekula, Průměrná rychlost, Zásadní průlom, Celý proces, Enzym, California, Odhalení, Pravý čas

Určitě si přečtěte