DNA jest naprawiane również w trakcie podziału komórki

Naprawa DNA w naszych organizmach odbywa się cały czas. Bo też liczba uszkodzeń materiału genetycznego może sięgać nawet miliona dziennie w każdej komórce. Uszkodzenia takie są niezbędne w ewolucji, bo pozwalają na zachodzenie zmian w genomie. Tyle że to, co jest dobre dla całego gatunku, nie musi być dobre dla pojedynczego osobnika. Nawet drobne uszkodzenia mogą bowiem być przyczyną mutacji genetycznych – te zaś wywołują np. nowotwory. Dlatego system naprawy DNA, obecny we wszystkich naszych komórkach, odgrywa rolę fundamentalną.

Do niedawna sądzono, że naprawa zachodzi wyłącznie w trakcie interfazy, czyli wówczas, gdy jego struktura jest rozluźniona i nici kwasu dezoksyrybonukleinowego znajdują się w jądrze komórkowym (choć równolegle, również DNA mitochondrialny, zawarty w tych organellach podlega ciągłemu nadzorowi i naprawie). Ekipa naukowców z Institut Curie w Paryżu kierowana przez Raphaela Ceccaldi donosi na łamach „Nature”, że proces naprawy DNA odbywa się również w trakcie mitozy, gdy komórki przechodzą podziały.

W tej fazie cyklu komórkowego DNA wraz z towarzyszącymi mu białkami (m.in. histonami) tworzy bardzo zwartą i gęsto upakowaną strukturę budującą chromosomy. Sądzono, że m.in. z tego powodu dostępność enzymów naprawczych jest ograniczona i uszkodzone DNA musi czekać na zakończenie podziału. Jednak brak natychmiastowej naprawy niesie wielki ryzyko dla integralności genomu. Dlatego bardzo starano się poznać czy i jeśli tak, to jak, proces naprawy DNA zachodzi w trakcie tej fazy cyklu.

Zespół Ceccaldi nie tylko wskazuje, że naprawa zachodzi w trakcie mitozy, ale również pokazuje odpowiedzialny za to mechanizm molekularny. Głównym aktorem jest polimeraza theta, enzym regulowany przez aktywowaną w trakcie podziału komórki kinazę białkową Polo-like-kinazę 1 (PLK1). Naukowcy opisują, w jaki sposób to się dzieje (zidentyfikowali aminokwasy polimerazy theta, które są modyfikowane przez PLK1 i dzięki temu enzym ten może przybierać odpowiednią konfigurację przestrzenną i prowadzić naprawę uszkodzeń DNA).

Co więcej, naukowcy udowadniają, że niedoceniana dotąd mitotyczna naprawa DNA odgrywa fundamentalną rolę w ochronie genomu – na równi z mechanizmami działającymi w trakcie interfazy. Komórki pozbawione polimerazy theta lub posiadające tylko taką formę enzymu, która nie może być modyfikowana przez PLK1, są eliminowane w procesie apoptozy, czyli zaprogramowanej śmierci komórkowej.

Poznanie roli innych białek (m.in. TOBPB1, PARP1 i RHINO) biorących udział w mitotycznej naprawie DNA pozwoli w przyszłości na poszukiwanie zastosowań terapeutycznych o potencjalnie ogromym znaczeniu w zapobieganiu procesom nowotworzenia.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze odkrycia naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.