Структура кольца ORC в репликации ДНК описана в деталях

Международная группа учёных детально описала критические первые шаги репликации ДНК — процесса, позволяющего клеткам делиться.

Исследование, опубликованное в Nature Structural and Molecular Biology, показывает, что кольцеобразный белок origin recognition complex (ORC) обладает специальной альфа-спиралью. Она встраивается в желобок ДНК и запускает каскад взаимодействий для её копирования.

"Это история одного кольца, которое управляет другим кольцом", — говорит старший автор работы Хуилин Ли.

До сих пор не было понятно, как именно кольцо ORC загружает кольцо хеликазы на ДНК. Работа раскрывает, что ORC с помощью белков Cdc6 и Cdt1 загружает сердцевину хеликазы на ДНК через парные взаимодействия так называемых winged helix domains. Полученная структура из 14 белков завершает загрузку первого кольца хеликазы и готова загрузить следующее.

Процесс начинается, когда шесть белков ORC собираются в полумесяц, охватывающий двойную спираль ДНК. Затем ORC рекрутирует седьмой белок, Cdc6, чтобы полностью окружить ДНК. После этого это кольцо "нанизывает" второе кольцо — minichromosome maintenance protein (Cdt1-bound Mcm2-7 hexamer) — на ДНК, завершая загрузку первого гексамера Mcm2-7.

"Это похоже на нанизывание бусины на нить; но в отличие от короткой нити, нить ДНК невероятно длинна, поэтому бусину нельзя надеть с конца", — объясняет соавтор Кристиан Спек.

Исследование проведено на ДНК Saccharomyces cerevisiae (пекарских дрожжей) из-за её биологического сходства с более крупными организмами. Среднее разрешение составило 3.9 Å (около 40 миллиардных метра), что примерно равно диаметру атома натрия. Такое увеличение стало возможным благодаря криоэлектронной микроскопии (cryo-EM).

Учёные надеются, что это знание ляжет в основу новых методов лечения заболеваний, связанных с репликацией ДНК, включая многие виды рака и редкие расстройства.