Hefe-Studie fordert Umdenken in der DNA-Verwahrung

Hefe-Studie fordert Umdenken in der DNA-Verwahrung

DNA-Replikation ist anfälliger für Fehler, die in Zeiten von stress führt zu Mutationen, könnte die Krankheit verursachen.

Zellen gehen auf große Längen, um Ihre Genome intakt. Aber wenn die Ressourcen knapp sind, Fehler beginnen schleichend in den DNA-code mit potenziell katastrophalen Folgen, neue Forschung schlägt vor.

Zu keinem Zeitpunkt wird die DNA anfälliger, als wenn es kopiert wird während der Zellteilung, so dass es sein kann, gemeinsam zwischen Nachkomme Zellen. Zur Vermeidung von Fehlern während der DNA-Replikation, die Zellen verwenden, Korrekturlesen Enzyme, die den code kopieren, mit high-fidelity. Oder so war es gedacht.

Jetzt hat eine neue Studie unter der Leitung von Grant Brown, professor der Biochemie, in der Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research an der University of Toronto, schlägt vor, dass in Zeiten von stress, DNA-Replikation-Fehler sind weit häufiger als bisher geschätzt. Obwohl die Forscher untersuchten Hefe-Zellen, ein ähnlicher Prozess könnte Ratsche Mutationsrate in unseren eigenen Zellen, was zu Krebs und anderen Krankheiten.

Die Ergebnisse wurden beschrieben in der Zeitschrift Molecular Cell.

Die Entdeckung nahm Brown und David Gallo, PhD-student, hat den Großteil der Arbeit zu überraschen. Sie studieren die DNA-Replikation in Zellen ausgelöst, die unter einem begrenzten Angebot von Nukleotid-Basen, A, T, C und G die Buchstaben des DNA-Codes. „Sie können denken, es als Ihr Auto läuft aus Kraftstoff. Wir waren das entfernen von gas aus der DNA-Replikation“, erklärt Gallo.

Zellen auftreten, diese Art von stress, wenn Nahrung knapp ist oder in Krankheit, wenn die Ressourcen erschöpft sind von den schnell proliferierenden Krebszellen, zum Beispiel.

Sie kopieren Ihr Erbgut, Zellen zuerst entspannen Sie den doppelten DNA-helix in einzelnen Strängen, wobei jeder Strang dient als Vorlage, gegen die neue DNA synthetisiert, die durch komplementäre Basenpaarung, A mit T und C mit G. Dies ist in der Regel durch DNA-polymerase-Enzyme, die den „super genau und nur Fehler machen sehr selten, um sicherzustellen, die Blaupause des Lebens an die nächste generation mit high-fidelity“, sagt Braun.

Aber das fehlen der DNA-Bausteine geführt, die Zellen zu nennen, die auf einem anderen Typ von DNA-polymerase, die mehr Fehler machen. Dies war überraschend, da fehleranfällige Polymerasen gehalten wurden, gehören Notfall-Reparatur-Maschinen, die aktiviert wird, in Reaktion auf physische Schäden wie Läsionen in der DNA, verursacht durch UV-Licht oder einige Karzinogene. Und während diese Enzyme schnell handeln, um die Kopie hinter den beschädigten Teil der DNA, Sie machen auch Fehler.

Dieser sogenannte „Mutagene Reparatur“ scheint eine seltsame Art und Weise zu bewahren, die DNA, aber es hilft zu vermeiden, noch schlimmer Genom-wrecking Szenarien, in denen aufgewickelter DNA-Stränge führen können, die sich auf Teile von Chromosomen verloren gehen.

„Es ist besser, kopieren und einige Fehler zu machen, als es zu verlassen uncopied und offen für chromosomale rearrangements, das wäre viel schlimmer für die Zelle“, sagt Braun.

Die Studie liefert starke Hinweise auf fehleranfällige Polymerasen verwendet, wenn es keine offensichtliche Schädigung der DNA. Es deutet darauf hin, dass diese Polymerasen, konnte repliziert werden mehr DNA als geschätzt wird und dies könnte die Quelle von mehr Mutationen könnten zu Krankheiten führen.

Wenn die gleiche ist wahr für menschliche Zellen, die finden, könnte Auswirkungen für die Krebsforschung. Unsere Zellen haben die gleiche fehleranfällige DNA-Kopiermaschine. Und schnell proliferierenden Krebszellen oft erleben Sie, was ist bekannt als Onkogen-induzierte Replikations-stress, wenn Sie laufen aus Kraftstoff, wie DNA-Replikation Preisen überflügeln Nukleotid-Versorgung. Unter diesen Bedingungen könnten Zellen resort zu einer fehleranfälligen DNA-Replikation, bei der neue Mutationen, die helfen könnte, Krebs zu überleben, obwohl dies bleibt zu überprüfen, auch durch künftige Studien.

„Die fehleranfällige DNA-Replikation Weg, könnte sehr gut aktiviert werden, während der Onkogen-induzierten Replikations-stress zu helfen, Krebszellen zu überleben“, sagt Gallo. „Dies würde es ein heißer therapeutische Ziel zu selektiv Krebszellen töten.“