Захват двойной спирали для репликации

Ученые из Университета Южной Калифорнии (USC), возможно, решили загадку о том, что заставляет двойную спираль ДНК раскрываться для начала репликации. Этот процесс инициируется кольцом из белков, которое связывается с ДНК в особой области, известной как «origin DNA» (сайт начала репликации). Кольцо сжимается вокруг цепей и «расплавляет» их, разделяя спираль.

Исследование проводилось на примере онкогенного вируса SV40, который использует для репликации кольцо белков — хеликазу. Эта вирусная хеликаза имитирует работу аналогичных белков в здоровых клетках. Ученые получили 3D-вид атомной структуры этого комплекса с помощью рентгеновской кристаллографии. Изображения показали, как белки, окружающие ДНК, сжимаются подобно тискам, разрывая связи между цепями и «расплавляя» origin DNA.

Ключевая особенность origin DNA — в ее нуклеотидном составе: в ней значительно больше аденина (A) и тимина (T), чем в обычных последовательностях ДНК.

«Понимание механизмов раскрытия origin DNA позволяет нам изучить этот фундаментальный процесс генетического дублирования», — сказал соответствующий автор Сяоцзян Чен, профессор биологических наук и химии в USC Dornsife College. — «Полученные знания могут быть применены в будущем для вмешательства в этот процесс, чтобы блокировать репликацию вирусных патогенов и раковых клеток».

Процесс репликации критически важен для наследственности и выживания. После разделения цепей каждая из них служит матрицей для создания точной копии, в результате чего одна двойная спираль ДНК превращается в две идентичные.

Исследование было опубликовано 6 декабря в журнале eLife.