Новости химической науки > Как расплетаются нити ДНК

Исследователи из Корнельского университета нашили ответ на фундаментальный вопрос, связанный с тем, как две нити ДНК расплетаются в ходе процесса репликации – автокопирования генетического материала .

На рисунке показано, как двойная спираль ДНК (зеленая и пурпурная нити) разделяются с помощью фермента геликазы (зеленая глобула). Для доказательства участия геликаз в процессе разделения комплементарно связанных нитей ДНК исследователи присоединили один конец нити ДНК к покровному стеклу микроскопа, а другой – к микроскопической пластиковой сфере. Далее сферу облучали тщательно сфокусированным лазерным лучом (красный), что позволило ученым измерить степень движения геликазы в процессе расплетения ДНК. (Рисунок: © Chris Pelkie and Daniel Ripoll/Cornell Theory Center)

Исследователям было известно давно, что ферменты-геликазы прикрепляются к той области двойной спирали, где происходит отход одной нити ДНК от другой. Зона раздвоения двойной спирали открывается и закрывается очень быстро. Основной вопрос, интересовавший ученых, заключался в том – принимают ли геликазы активное участие в разделении двух нитей ДНК или пассивно ожидают появления и исчезновения зоны расплетения.

Было обнаружено, что геликазы активно прилагают силу на участок расплетения ДНК и способствуют разделению двух нитей.

Исследователи сделали свое открытие, закрепив один конец одной из нитей двойной спирали ДНК к поверхности покровного стекла, а второй – к микронной пластиковой сфере. Фокусировка лазерного луча на пластиковой сфере позволила ученым фиксировать точное положение сферы и силу, приложенную к ней, позволяя использовать лазерный луч в роли сенсора, фиксирующего движении геликазы. По мере движения геликазы по направлению к точке ветвления двухспиральной ДНК и ее расплетения напряжение между двумя нитями ослабевало. Используя модель статистической механики ученые сравнили экспериментально измеренный момент движения геликазы с теоретическими предсказаниями, как для «активного», так и для «пассивного» участия геликаз в расплетении двойной спирали ДНК и пришли к выводу о реализации «активного» сценария.

Источник: Cell, 2007, web advanced publish

метки статьи: #биохимия, #кинетика и катализ, #молекулярная биология, #физическая химия