A DNS története egészen 1869-ig nyúlig vissza, molekuláris szerkezetének felfedezésére viszont az 1950-es évekig várni kellett – járt is a fiziológiai és orvostudományi Nobel-díj a három érintett kutatónak, Francis Cricknek, James D. Watsonnak és Maurice Wilkinsnek.
A kettőshélix-szerkezetű DNS-ben (dezoxiribonukleinsav) két spirális szál fut ellenkező irányban – vezető szál (leading strand) és követő szál (lagging strand) –, a szerkezet pedig négy különböző nitrogéntartalmú szerves bázisból – adenin, timin, citozin és guanin; melyek az alábbi videóban zöld, piros, kék és sárga színekkel lesznek jelölve – épül fel.
A minden élőlényben lejátszódó és az öröklődést biztosító DNS-másolásban számos enzim veszt részt, ezek közül a legfontosabb
- a helikáz (szétcsavarja a kettős hélix szálait);
- a primáz (a szintézis elkezdéséhez szolgáltat kezdőpontot);
- és a DNS-polimeráz enzimcsalád (a másolást, illetve a hibaellenőrzést és -javítást végzi).
Egy 3D-s animáció a DNS-replikációról:
A tudósok azonban nemrég izolálták a Kólibaktérium (Escherichia coli) egyik DNS-molekuláját, hogy egy üveglapon figyeljék meg a replikációját egy különleges képalkotó technológia segítségével. Mert bár a bakteriális és az emberi DNS különbözik, mindkettő ugyanazt a replikációs folyamatot használja, így a felvétel sok mindent felfedhet abból, hogy mi zajlik a saját testünkben. És dacára annak, hogy már majdnem 70 év eltelt a DNS molekuláris szerkezetének felfedezése óta, eddig még a kutatók sosem követték végig a folyamatot valós időben.
A tudósok eddig úgy vélték, hogy a vezető és követő szálak szintézisét összehangolja a DNS-polimeráz a replikáció során, mint ahogyan azt a fenti animációban is láthattuk. Azonban a valós idejű felvétel nem ezt bizonyította:
A replikáció folyamata ugyanis nem azonos sebességgel zajlott: néha váratlanul megállt, majd egy teljesen más tempóval (akár a korábbi sebesség tízszeresével) indult újra, látszólag bármilyen különösebb ok nélkül. Volt, hogy a követő szál megállt a szintézissel, a vezető viszont tovább folytatta azt. És ami az egészben a legmegdöbbentőbb: az egész folyamat nem egy egységes vezérlés alatt zajlott, nagyon úgy tűnt, hogy egymástól teljesen függetlenül kettőződnek meg a DNS-molekulák – a végeredmény mégis tökéletes lett.
„Megmutattuk, hogy nincs koordináció a szálak között, azaz teljesen autonómok. Ez egy igazi paradigmaváltás, amely aláás oly sok mindent, amit eddig a tankönyvekben olvashattunk”
– mondta a Kaliforniai Egyetem egyik kutatója, Stephen Kowalczykowski. A sztochasztikus, azaz statisztikai valószínűségen alapuló replikációs modellről beszámoló tanulmányt a Cell tudományos folyóiratban közölték.
(forrás: Science Alert, Cell)
Itt állíthatod be, hogy a Player az elsők között legyen a Google keresőben
