Die Protein-Maschine, die Gene kopiert

Diese Forschung in Aktion Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Bevor eine Zelle teilen kann, muss es seines genetischen Materials, kopieren, verpackt in ein Molekül namens DNA, um eine zweite Komplettset von Genen zur Weitergabe an ihre Tochterzellen zu machen ist. Schließlich die verdrehten, compacted Doppelhelix der DNA abwickelt und trennt die beiden Stränge. Jeder Strang wird ein Muster oder eine Vorlage für einen neuen Strang zu machen.

Obwohl dieser Vorgang erstaunlich schnell und präzise ist, können gelegentlich Fehler auftreten. Diese sind in der Regel korrigiert, aber nicht korrigierte Fehler werden als Mutationen bezeichnet und können zu Krankheiten wie Krebs und bestimmte genetische Störungen führen.

Ein gründliches Verständnis der Replikation kann die Entwicklung von Therapien für verwandte Fehler zu korrigieren, so dass Forscher jeden Schritt des Prozesses studieren zu informieren. Ein Team – bestehend aus Forscher am Brookhaven National Laboratory und Cold Spring Harbor Laboratory, beide in New York die US-Department of Energy – konzentriert sich auf was ganz am Anfang der Replikation passiert.

Dieser Prozess beginnt am definierten DNA-Sites, so genannte Ursprünge der Replikation. Um diese Bereiche des Genoms zu finden, verwenden Sie Zellen eine Protein-Maschine namens Herkunft Anerkennung komplex oder ORC. Der ORC-Job ist einfach in eine typische bakterielle Genom, das nur einen Bezugspunkt hat. Seine Aufgabe ist es viel schwieriger, in komplexen eukaryotische Organismen, vor allem Menschen, die Tausende von Replikation Ursprünge, ihre massive Mengen von DNA zu kopieren haben.

Um ein klareres Bild über die Funktionsweise des Orcs zu bekommen, machte die Forscher hochauflösende Bilder ein Ork aus Hefe-Modellsystem für Organismen mit internen Strukturen, Membrane-springen, so genannte Eukaryoten – wie das Molekül an DNA bindet. Sie machten auch Bilder von diesem Komplex gebunden an ein anderes Protein, das die gesamte Struktur aktiviert. Kombination der Bilder produziert ein Storyboard des Orks in Aktion.

In seiner einfachsten Form beginnt der ORC als halbmondförmige Proteinkomplex (gelb im Bild oben). Es umhüllt und beugt die DNA (rot und blau Komplex). Wenn die Protein-Aktivator (grün) den ORC verbindet, ist der ORC bereit, das Protein zu laden, das wird die doppelsträngige DNA entspannen und aktivieren andere Proteine zu kommen, und kopieren Sie sie.

Diese neue Details über den frühen Stadien der DNA-Replikation zu beantworten nicht nur grundlegende biologische Fragen wie der Prozess funktioniert, aber möglicherweise auch zu erklären, wie Fehler zu Krankheiten führen können.

Diese Forschung wurde von der National Institutes of Health unterstützt. Um mehr Bilder und Videos der biomedizinischen Grundlagenforschung in Aktion zu sehen, besuchen Sie die biomedizinische Beat Cool Bild Galerie.

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Anmerkung des Herausgebers : Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Die Recherche im Archiv der Aktion zu sehen.