Ontspannen Tijdens Het Blijven Volgen: Dat Is Wat De Helicases Van Het Lichaam Doen

{h1}

Zoals "the little engine that could", zijn helicases hardwerkende enzymen die niet opgeven.

Zoals "The Little Engine That Could", zijn helicases hardwerkende enzymen die niet opgeven. Zonder hen zouden je cellen stoppen met delen en vele andere belangrijke biologische processen zouden tot stilstand komen.

Helicasen zijn betrokken bij vrijwel alle cellulaire processen waarbij DNA en RNA betrokken zijn. Hun roep om roem is echter het afwikkelen van DNA zodat het tijdens celdeling gekopieerd kan worden. Helicasen zijn evolutionair oude enzymen die worden aangetroffen in virussen en in alle levende wezens. De meeste organismen - inclusief mensen - hebben vele versies, die getuigen van de kritische en diverse rollen van deze enzymen in cellen. Het menselijke genoom codeert voor 95 helicase-vormen. Zelfs het microscopisch E coli bacterie heeft meer dan een dozijn helicasen.

Wanneer er iets misgaat met helicasen, kan dit gezondheidsproblemen veroorzaken. Mutaties die helikaliën uitschakelen zijn in verband gebracht met kanker en bepaalde genetische ziekten, zoals het Werner-syndroom (een voortijdige verouderingstoestand) en xerodermapigmentosum (een lichtgevoeligheidsstoornis veroorzaakt door een defect in DNA-reparatie).

Lees verder om enkele van de nieuwste ontdekkingen te ontdekken die zijn gedaan door wetenschappers die zijn gefinancierd door de National Institutes of Health over hoe helicasen ons in leven houden.

Blijf op koers

Voordat een cel zich deelt, moet het DNA worden gekopieerd zodat elke 'dochtercel' een complete set chromosomen krijgt. Helicasen ontspannen en scheiden de DNA-strengen om plaats te maken voor de duplicatie-machine.

Helicassen tuffen langs uitgestrekte stukken DNA zonder eraf te vallen, en houden gelijke tred met de DNA-replicatiemachines die erop volgen. Met veel organismen met miljoenen, zo niet miljarden 'nucleotiden'-letters in hun DNA, moeten helicases ook snel werken om het allemaal te dupliceren. Studies hebben aangetoond dat helicasen zich met halsbrekende snelheden kunnen voortbewegen en honderden micronucleotiden per seconde kunnen passeren.

Zelfs wanneer ze langs DNA vliegen op topsnelheden zoals de Shinkansen, hebben helicasen een opmerkelijk vermogen om op de DNA-streng te blijven hangen zonder eraf te vallen. Onderzoekers hebben zich afgevraagd hoe helicasen zo lang op het goede spoor blijven wanneer sommige andere enzymen problemen hebben om vast te houden. Michelle Wang, een fysicus aan de Cornell University, en Smita Patel, een biochemicus aan de Robert Wood Johnson Medical School aan de Universiteit voor Geneeskunde en Tandheelkunde van New Jersey, hielpen onlangs een licht werpen op deze vraag.

Zoals veel andere helicasen bestaat degene die ze bestudeerden uit zes eiwitdelen die in een ring zijn gerangschikt. De DNA-streng passeert door het midden van de ring. De onderzoekers ontdekten dat twee delen van het helicase-eiwit langs de streng bewegen, terwijl de andere vier het aan het DNA vastbinden, waardoor de helicase zich kan voortbewegen terwijl ze veilig op het goede spoor blijven.

Net als een superheld, haspelt de helicase PcrA in enkelstrengig DNA en klopt kaperproteïnen af ​​die het genetisch materiaal zouden kunnen schaden.

Net als een superheld, haspelt de helicase PcrA in enkelstrengig DNA en klopt kaperproteïnen af ​​die het genetisch materiaal zouden kunnen schaden.

Krediet: Taekjip Ha

Helicase Superheroes

Hoewel ze vast gebonden blijven, kunnen bepaalde helicasen ook ongewenste eiwitten uitschakelen die hen in de weg staan. Deze onverwachte rol kwam naar voren in recent onderzoek geleid door fysicus Taekjip Ha van de Universiteit van Illinois.

Tijdens het kopieerproces wordt niet-uitgepakte DNA blootgesteld aan mogelijke kaping door eiwitten die op een schadelijke manier door het genetisch materiaal kunnen sjoelen. Het team van Ha ontdekte dat een helicase genaamd PcrA bescherming biedt tegen kaping door herhaaldelijk de blootgestelde DNA-strengen in te rollen en los te laten en onwelgevallige eiwitten die ze zouden kunnen beschadigen, af te slaan.

RNA-virussen detecteren

RIG-I (buitenste linten en spoelen) gebonden aan dubbelstrengig RNA (centrale staafstructuren).

RIG-I (buitenste linten en spoelen) gebonden aan dubbelstrengig RNA (centrale staafstructuren).

Krediet: Smita Patel

Veel wetenschappers werken aan het blootleggen van de rollen die worden gespeeld door RNA-helices, die minder worden begrepen dan hun DNA-tegenhangers. Hoewel veel RNA-helicasen betrokken zijn bij het produceren, verwerken of gebruiken van RNA, spelen anderen een ongewone rol door virale infecties te bestrijden.

Wanneer een RNA-virus een cel binnendringt, produceert het RNA-moleculen die helpen het virus en dus de infectie te verspreiden. Een RNA-helicase genaamd RIG-I helpt de infectie te controleren door de virale RNA-moleculen te herkennen en het aangeboren immuunsysteem aan te roepen - de eerste verdedigingslinie van het lichaam tegen binnenvallende pathogenen.

Smita Patel, deze keer in samenwerking met structureel bioloog Joseph Marcotrigiano van de Rutgers University, produceerde gedetailleerde foto's van hoe RIG-I aan viraal RNA bindt. De moleculaire snapshots van het team toonden aan dat binding aan het RNA de structuur van RIG-I substantieel verschuift en een regio ontmaskert die het alarm van het immuunsysteem doet klinken.

Wetenschappers kunnen deze nieuwe kennis gebruiken bij het ontwerpen van geneesmiddelen die werken op RIG-I om infecties te bestrijden of een overactieve immuunrespons te beheersen.

Dit Inside Life Science-artikel is aan WordsSideKick.com gegeven in samenwerking met het National Institute of General Medical Sciences, onderdeel van de National Institutes of Health.

Lees verder:

  • Nieuwsbericht over het onderzoek van Michelle Wang
  • Nieuwsbericht over Taekjip Ha's onderzoek
  • Nieuwsbericht over het onderzoek van Smita Patel

Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com