ರಚನಾತ್ಮಕ ಅಧ್ಯಯನ: ಡಿಎನ್‌ಎ ಹೆಲಿಕೇಸ್ ಹೇಗೆ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ

ಸುದ್ದಿಯಲ್ಲಿ ಏಕೆ?

Sld3-Sld7 ಸಂಕೀರ್ಣವು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದ ರೆಪ್ಲಿಕೇಟಿವ್ ಹೆಲಿಕೇಸ್ ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಪತ್ತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು Cdc45 ಪ್ರೋಟೀನ್ ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಲೋಡ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಮ್ಯಾಪ್ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ.

ಹೆಲಿಕೇಸ್ ಏನು ಮಾಡುತ್ತದೆ?

ಡಿಯೋಕ್ಸಿರೈಬೋನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಿಕ್ ಆಮ್ಲ, ಅಥವಾ DNA, ಎರಡು ಜೋಡಿಯಾದ ಎಳೆಗಳಲ್ಲಿ ಆನುವಂಶಿಕ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ. ಕೋಶವು ತನ್ನ ಜೀನೋಮ್ ಅನ್ನು ನಕಲಿಸುವ ಮೊದಲು ಆ ಎಳೆಗಳು ಪ್ರತ್ಯೇಕಗೊಳ್ಳಬೇಕು.

ಹೆಲಿಕೇಸ್‌ಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳನ್ನು ತೆರೆಯಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುವ ಆಣ್ವಿಕ ಮೋಟಾರ್‌ಗಳಾಗಿವೆ. ಅವು DNA ಅಥವಾ ರೈಬೋನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಚಲಿಸಲು ಅಡೆನೊಸಿನ್ ಟ್ರೈಫಾಸ್ಫೇಟ್‌ನಿಂದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.

ಡಬಲ್ ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ತೆರೆಯುವುದರಿಂದ ರೆಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಫೋರ್ಕ್ ಸೃಷ್ಟಿಯಾಗುತ್ತದೆ. DNA ಪಾಲಿಮರೇಸ್‌ಗಳು ನಂತರ ಪ್ರತಿ ಹಳೆಯ ಎಳೆಯನ್ನು ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್‌ನಂತೆ ಬಳಸುವ ಮೂಲಕ ಹೊಸ ಎಳೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುತ್ತವೆ.

ರೆಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ದೋಷವು ರೂಪಾಂತರಗಳನ್ನು ಅಥವಾ ಮುರಿದ ವರ್ಣತಂತುಗಳನ್ನು ರಚಿಸಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಹಲವಾರು ನಿಯಂತ್ರಿತ ಹಂತಗಳ ಮೂಲಕ ತಮ್ಮ ನಕಲು ಮಾಡುವ ಯಂತ್ರವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ.

MCM2-7 ಯಂತ್ರ

ಯುಕ್ಯಾರಿಯೋಟಿಕ್ ಕೋಶಗಳು ಮಿನಿ-ಕ್ರೋಮೋಸೋಮ್ ನಿರ್ವಹಣಾ ಸಂಕೀರ್ಣ 2-7 ಅನ್ನು ತಮ್ಮ ಮುಖ್ಯ ರೆಪ್ಲಿಕೇಟಿವ್ ಹೆಲಿಕೇಸ್ ಆಗಿ ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಆರು ಸಂಬಂಧಿತ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಉಂಗುರದ ಆಕಾರದ MCM2-7 ಸಂಕೀರ್ಣವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ.

ರೆಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುವ ಮೊದಲು ಎರಡು ಉಂಗುರಗಳನ್ನು ಡಬಲ್-ಸ್ಟ್ರಾಂಡೆಡ್ DNA ಸುತ್ತಲೂ ಲೋಡ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಡಬಲ್ ಹೆಕ್ಸಾಮರ್ ಪರವಾನಗಿ ಪಡೆದ ರೆಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಮೂಲವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಕೋಶವು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಹಂತವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಮೊದಲು ಪರವಾನಗಿ ನೀಡುವಿಕೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಹೆಲಿಕೇಸ್ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯಿಂದ ಹೆಲಿಕೇಸ್ ಲೋಡಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪುನರಾವರ್ತಿತ ನಕಲನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಉಂಗುರವು ಇತರ ಅಂಶಗಳು ಸೇರಿದ ನಂತರ ಮಾತ್ರ ಸಕ್ರಿಯ ಹೆಲಿಕೇಸ್ ಆಗುತ್ತದೆ. Cdc45 ಮತ್ತು ಗೋ-ಇಚಿ-ನಿ-ಸಾನ್, ಅಥವಾ GINS, ಸಕ್ರಿಯ ಹೆಲಿಕೇಸ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ.

ಒಂದು ಎಂಜಿನ್, ಹಲವಾರು ಸುರಕ್ಷತಾ ಬೀಗಗಳು

ಹೆಲಿಕೇಸ್ ಅನ್ನು ಮೊದಲು ಲೋಡ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಅನುಕ್ರಮವು ಪ್ರತಿ ವರ್ಣತಂತು ಪ್ರದೇಶವು ಕೇವಲ ಒಮ್ಮೆ ಮಾತ್ರ ನಕಲಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ರಚನಾತ್ಮಕ ಅಧ್ಯಯನವು ಏನನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ

Dbf4-ಅವಲಂಬಿತ ಕೈನೇಸ್ ಮೊದಲು ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ಡಬಲ್ ಹೆಕ್ಸಾಮರ್‌ಗೆ ಸೇರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಬದಲಾವಣೆಯು Mcm4 ಮತ್ತು Mcm6 ಉಪಘಟಕಗಳ ಮೇಲೆ ಬೈಂಡಿಂಗ್ ಸೈಟ್‌ಗಳನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತದೆ.

Sld3 ಆ ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದ ಸೈಟ್‌ಗಳನ್ನು ಓದಲು ಎರಡು ಸಣ್ಣ ಗುರುತಿಸುವಿಕೆ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. Sld7 ಸಂಕೀರ್ಣವನ್ನು Mcm2-Mcm6 ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಬಳಿ ಲಂಗರು ಹಾಕುತ್ತದೆ.

ಈ ಅಸೆಂಬ್ಲಿಗಳನ್ನು ವೀಕ್ಷಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಈ ವಿಧಾನವು ವೇಗವಾಗಿ ಹೆಪ್ಪುಗಟ್ಟಿದ ಜೈವಿಕ ಕಣಗಳಿಂದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಪುನರ್ನಿರ್ಮಿಸುತ್ತದೆ.

Sld3 Mcm2-Mcm5 ಗೇಟ್ ಬಳಿ Cdc45 ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಇರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಚಿತ್ರಗಳು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. Cdc45 ನಂತರ ಹೆಲಿಕೇಸ್ ಉಂಗುರವನ್ನು ಮುಚ್ಚಲು ಮತ್ತು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

Sld3-Sld7 ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಯಾದ ಅಸೆಂಬ್ಲಿಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಡಬಲ್ ಹೆಕ್ಸಾಮರ್ ಅನ್ನು ಬಂಧಿಸಿದ ನಂತರ ಅದರ ಆಕಾರವು ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಕ್ರಮಬದ್ಧವಾದ Cdc45 ನಿಯೋಜನೆಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.

ಸಂಶೋಧನೆ ಏಕೆ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ

ಅಧ್ಯಯನವು ಹೆಲಿಕೇಸ್ ಪರವಾನಗಿ ಮತ್ತು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯ ನಡುವಿನ ಕಾಣೆಯಾದ ಹಂತವನ್ನು ತುಂಬುತ್ತದೆ. ಪ್ರೋಟೀನ್ ನೇಮಕಾತಿಗಾಗಿ ಫಾಸ್ಫೊರಿಲೇಷನ್ ಹೇಗೆ ಭೌತಿಕ ಸಂಕೇತವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಇದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಈ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮೊಳಕೆಯೊಡೆಯುವ-ಯೀಸ್ಟ್ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಪುನರ್ನಿರ್ಮಿಸಲಾಯಿತು. ಯೀಸ್ಟ್ ಪ್ರಬಲ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಮಾನವ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು ಒಂದೇ ಆಗಿರುವುದಿಲ್ಲ.

ಮಾನವ ಕೋಶಗಳು ಟ್ರೆಸ್ಲಿನ್ ಮತ್ತು Mdm2-ಬೈಂಡಿಂಗ್ ಪ್ರೋಟೀನ್, ಅಥವಾ MTBP ಸೇರಿದಂತೆ ಸಂಬಂಧಿತ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಕೋರ್ ತರ್ಕವು ಯುಕ್ಯಾರಿಯೋಟ್‌ಗಳಾದ್ಯಂತ ಸಂರಕ್ಷಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಎಂದು ತೋರುತ್ತದೆ.

ದೋಷಯುಕ್ತ ರೆಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ನಿಯಂತ್ರಣವು ಜೀನೋಮ್ ಅಸ್ಥಿರತೆ, ವಯಸ್ಸಾಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾನ್ಸರ್ ಅನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ. ರಚನಾತ್ಮಕ ಜ್ಞಾನವು ಭವಿಷ್ಯದ ಔಷಧ ಗುರಿಗಳನ್ನು ಅಥವಾ ಸಂಶೋಧನಾ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಬಹುದು.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅಧ್ಯಯನವು ತಕ್ಷಣದ ಔಷಧಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಯಾವುದೇ ಚಿಕಿತ್ಸಕ ತಂತ್ರವು ಆರೋಗ್ಯಕರ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯ DNA ರೆಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗೆ ಹಾನಿಯಾಗುವುದನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಬೇಕು.

ಆಣ್ವಿಕ ಹಸ್ತಾಂತರವು ಗೋಚರಿಸುತ್ತದೆ

ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದ ಆದರೆ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಹೆಲಿಕೇಸ್ Cdc45 ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಪಡೆಯುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಕೆಲಸ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಆ ಹಸ್ತಾಂತರವು ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ರೆಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಮೋಟಾರ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ.

ತೀರ್ಮಾನ

DNA ನಕಲು ಮಾಡುವುದು ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಷ್ಟೇ ಸಮಯದ ಮೇಲೆಯೂ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಹೊಸ ರಚನೆಗಳು ಆ ಬಿಗಿಯಾಗಿ ಆದೇಶಿಸಲಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯೊಳಗೆ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಚೆಕ್‌ಪಾಯಿಂಟ್ ಅನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತವೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಮಾನವ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಯಾಂತ್ರಿಕತೆಯನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಬೇಕು. ವೈಫಲ್ಯಗಳು ರೋಗಕ್ಕೆ ಹೇಗೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಸಹ ಅವರು ಪರೀಕ್ಷಿಸಬೇಕು.