Генетики обнаружили в структуре ДНК встроенный "таймер", вызывающий мутации
Ученые давно задаются вопросом о том, как ошибочные действия создают погрешности в строении ДНК, которая начинает мутировать. Недавние результаты многолетних исследований этого вопроса, похоже, раскрыли большую часть ответа. 
Ученые обнаружили, что спиральная структура ДНК содержит своего рода встроенный таймер, определяющий частоту возникновения спонтанных мутаций. Они показывают, что некоторые базы ДНК могут сдвигаться по форме на тысячу секунды, временно превращаясь в альтернативные состояния, которые могут позволить механизму репликации включать неправильные пары оснований в свою двойную спираль. Такие несоответствия, хотя и редкие, могут служить основой генетических изменений, которые приводят к эволюции и заболеваниям, включая рак.
«Увеличение или уменьшение скоростей спонтанных мутаций может значительно изменить способность организма развиваться или изменить его восприимчивость к болезни. Интересный вопрос: что определяет скорость мутаций в живом организме», - сказал Хашим М. Аль-Хашими, доктор философии и автор исследования в Школе медицины Университета Дьюка.
Каждый раз, когда наши клетки делятся, ДНК внутри них должна реплицироваться так, чтобы каждая новая ячейка получала один и тот же набор инструкций. Молекулярные машины, известные как полимеразы, делают эти копии ДНК, распознавая форму комбинаций правой базовой пары -G с C и A с T-и добавляя их в каждую новую двойную спираль, отбрасывая те, которые не соответствуют друг другу правильно. Хотя они хорошо справляются со своей работой, известно, что полимеразы время от времени выскакивают, производя ошибку примерно по одной из каждых 10 000 баз. Если они не фиксируются, они становятся увековеченными в геноме как мутация.
В этом исследовании аспиранты герцога Исаак Кимси и Эрик Шимански использовали расширенную версию своей предыдущей методики для изучения взаимосвязи между этими основами сдвига формы и ошибками, сделанными ДНК-копирующей полимеразой. Опять же, они поймали основы G и T в действии и показали, что их изменение формы происходило примерно с той же скоростью, что и полимеразы, содержащие несоответствия G-T.
Квантовые колебания могут быть ответственны не только за ошибки в репликации, но также и в других молекулярных процессах, таких как транскрипция, трансляция и восстановление ДНК. Поэтому исследователи планируют продолжить изучение того, как эти альтернативные состояния могут нарушить беспрепятственный поток информации, содержащейся в нашей ДНК.
Ученые обнаружили, что спиральная структура ДНК содержит своего рода встроенный таймер, определяющий частоту возникновения спонтанных мутаций. Они показывают, что некоторые базы ДНК могут сдвигаться по форме на тысячу секунды, временно превращаясь в альтернативные состояния, которые могут позволить механизму репликации включать неправильные пары оснований в свою двойную спираль. Такие несоответствия, хотя и редкие, могут служить основой генетических изменений, которые приводят к эволюции и заболеваниям, включая рак.
«Увеличение или уменьшение скоростей спонтанных мутаций может значительно изменить способность организма развиваться или изменить его восприимчивость к болезни. Интересный вопрос: что определяет скорость мутаций в живом организме», - сказал Хашим М. Аль-Хашими, доктор философии и автор исследования в Школе медицины Университета Дьюка.
Каждый раз, когда наши клетки делятся, ДНК внутри них должна реплицироваться так, чтобы каждая новая ячейка получала один и тот же набор инструкций. Молекулярные машины, известные как полимеразы, делают эти копии ДНК, распознавая форму комбинаций правой базовой пары -G с C и A с T-и добавляя их в каждую новую двойную спираль, отбрасывая те, которые не соответствуют друг другу правильно. Хотя они хорошо справляются со своей работой, известно, что полимеразы время от времени выскакивают, производя ошибку примерно по одной из каждых 10 000 баз. Если они не фиксируются, они становятся увековеченными в геноме как мутация.
В этом исследовании аспиранты герцога Исаак Кимси и Эрик Шимански использовали расширенную версию своей предыдущей методики для изучения взаимосвязи между этими основами сдвига формы и ошибками, сделанными ДНК-копирующей полимеразой. Опять же, они поймали основы G и T в действии и показали, что их изменение формы происходило примерно с той же скоростью, что и полимеразы, содержащие несоответствия G-T.
Квантовые колебания могут быть ответственны не только за ошибки в репликации, но также и в других молекулярных процессах, таких как транскрипция, трансляция и восстановление ДНК. Поэтому исследователи планируют продолжить изучение того, как эти альтернативные состояния могут нарушить беспрепятственный поток информации, содержащейся в нашей ДНК.
