నిర్మాణ అధ్యయనం: డీఎన్ఏ హెలికేస్ ఎలా సక్రియం అవుతుంది

వార్తల్లో ఎందుకు ఉంది?

Sld3–Sld7 కాంప్లెక్స్ సిద్ధం చేసిన ప్రతిరూప హెలికేస్‌ను ఎలా గుర్తిస్తుందో మరియు Cdc45 ప్రోటీన్‌ను ఎలా లోడ్ చేస్తుందో పరిశోధకులు మ్యాప్ చేశారు.

helicase ఏమి చేస్తుంది?

Deoxyribonucleic acid లేదా DNA రెండు జత తంతువులలో జన్యు సమాచారాన్ని నిల్వ చేస్తుంది. కణం దాని జన్యువును కాపీ చేయడానికి ముందు ఆ తంతువులు విడిపోవాలి.

హెలికేస్‌లు న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలను తెరవడంలో సహాయపడే మాలిక్యులర్ మోటార్లు. అవి DNA లేదా రిబోన్యూక్లియిక్ ఆమ్లం వెంట కదలడానికి అడెనోసిన్ ట్రైఫాస్ఫేట్ నుండి శక్తిని ఉపయోగిస్తాయి.

డబుల్ హెలిక్స్‌ను తెరవడం ద్వారా ప్రతిరూపక ఫోర్క్ ఏర్పడుతుంది. DNA పాలిమరేసెస్ ఆపై ప్రతి పాత తంతువును టెంప్లేట్‌గా ఉపయోగించడం ద్వారా కొత్త తంతువులను నిర్మిస్తాయి.

ప్రతిరూపక లోపం ఉత్పరివర్తనలు లేదా విరిగిన క్రోమోజోమ్‌లను సృష్టించవచ్చు. అందువల్ల కణాలు తమ కాపీ చేసే యంత్రాంగాన్ని అనేక నియంత్రిత దశల ద్వారా సక్రియం చేస్తాయి.

MCM2–7 యంత్రం

యూకారియోటిక్ కణాలు తమ ప్రధాన ప్రతిరూప హెలికేస్‌గా మినీక్రోమోజోమ్ మెయింటెనెన్స్ కాంప్లెక్స్ 2–7 ను ఉపయోగిస్తాయి. ఆరు సంబంధిత ప్రోటీన్లు ప్రతి ఉంగరం ఆకారపు MCM2–7 కాంప్లెక్స్‌ను ఏర్పరుస్తాయి.

ప్రతిరూపకణ ప్రారంభమయ్యే ముందు డబుల్-స్ట్రాండెడ్ DNA చుట్టూ రెండు వలయాలు లోడ్ చేయబడతాయి. ఈ క్రియారహిత డబుల్ హెక్సామర్ లైసెన్స్ పొందిన ప్రతిరూపక మూలాన్ని సూచిస్తుంది.

కణం సంశ్లేషణ దశలోకి ప్రవేశించడానికి ముందే లైసెన్సింగ్ జరుగుతుంది. ఇది హెలికేస్ లోడింగ్‌ను హెలికేస్ యాక్టివేషన్ నుండి వేరు చేస్తుంది మరియు పదేపదే కాపీ చేయడాన్ని పరిమితం చేస్తుంది.

ఇతర కారకాలు చేరిన తర్వాత మాత్రమే క్రియారహిత ఉంగరం చురుకైన హెలికేస్‌గా మారుతుంది. Cdc45 మరియు Go-Ichi-Ni-San, లేదా GINS, చురుకైన హెలికేస్‌ను ఏర్పరుస్తాయి.

ఒక ఇంజిన్, అనేక భద్రతా తాళాలు

హెలికేస్ మొదట లోడ్ చేయబడుతుంది మరియు తరువాత సక్రియం చేయబడుతుంది. ఈ క్రమం ప్రతి క్రోమోజోమ్ ప్రాంతం ఒక్కసారి మాత్రమే కాపీ చేయడం ప్రారంభించడానికి సహాయపడుతుంది.

నిర్మాణ పని ఏమి కనుగొంది

ఒక Dbf4-dependent kinase మొదట డబుల్ హెక్సామర్‌కు ఫాస్ఫేట్ సమూహాలను జోడిస్తుంది. ఈ మార్పు Mcm4 మరియు Mcm6 సబ్‌యూనిట్‌లలో బైండింగ్ సైట్‌లను బహిర్గతం చేస్తుంది.

Sld3 ఆ సిద్ధం చేసిన సైట్‌లను చదవడానికి రెండు చిన్న గుర్తింపు ప్రాంతాలను ఉపయోగిస్తుంది. Sld7 ఈ కాంప్లెక్స్‌ను Mcm2–Mcm6 ఇంటర్‌ఫేస్ సమీపంలో ఎంకరేజ్ చేస్తుంది.

పరిశోధకులు ఈ అసెంబ్లీలను వీక్షించడానికి క్రియోజెనిక్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీని ఉపయోగించారు. ఈ పద్ధతి వేగంగా ఘనీభవించిన జీవ కణాల నుండి నిర్మాణాలను పునర్నిర్మిస్తుంది.

Mcm2–Mcm5 గేట్ సమీపంలో Sld3 ఎలా Cdc45 ని ఉంచుతుందో చిత్రాలు చూపుతాయి. Cdc45 ఆపై హెలికేస్ రింగ్‌ను మూసివేయడానికి మరియు సక్రియం చేయడానికి సహాయపడుతుంది.

Sld3–Sld7 ద్రావణంలో జత చేయబడిన అసెంబ్లీని ఏర్పరుస్తుంది. డబుల్ హెక్సామర్‌ను బంధించిన తర్వాత దీని ఆకారం మారుతుంది, క్రమబద్ధమైన Cdc45 నియామకాన్ని అనుమతిస్తుంది.

ఈ అన్వేషణ ఎందుకు ముఖ్యం

అధ్యయనం హెలికేస్ లైసెన్సింగ్ మరియు యాక్టివేషన్ మధ్య తప్పిపోయిన దశను పూరిస్తుంది. ప్రోటీన్ నియామకానికి ఫాస్ఫోరైలేషన్ ఎలా భౌతిక సంకేతంగా మారుతుందో ఇది చూపుతుంది.

ఈ యంత్రాంగం ప్రధానంగా బడ్డింగ్-ఈస్ట్ ప్రోటీన్‌లతో పునర్నిర్మించబడింది. ఈస్ట్ ఒక శక్తివంతమైన నమూనాను అందిస్తుంది, కానీ మానవ ప్రోటీన్లు ఒకేలా ఉండవు.

మానవ కణాలు Treslin మరియు Mdm2-binding protein, లేదా MTBP తో సహా సంబంధిత కారకాలను ఉపయోగిస్తాయి. కోర్ లాజిక్ యూకారియోట్‌ల అంతటా భద్రపరచబడినట్లు కనిపిస్తుంది.

లోపభూయిష్ట ప్రతిరూపక నియంత్రణ జన్యు అస్థిరత, వృద్ధాప్యం మరియు క్యాన్సర్‌ను ప్రోత్సహిస్తుంది. నిర్మాణ పరిజ్ఞానం భవిష్యత్తులో ఔషధ లక్ష్యాలను లేదా పరిశోధనా సాధనాలను బహిర్గతం చేయవచ్చు.

అయితే, ఈ అధ్యయనం తక్షణ ఔషధాన్ని ఉత్పత్తి చేయదు. ఏదైనా చికిత్సా వ్యూహం ఆరోగ్యకరమైన కణాలలో సాధారణ DNA ప్రతిరూపణకు హాని కలిగించకుండా నివారించాలి.

మాలిక్యులర్ హ్యాండోవర్ కనిపించింది

సిద్ధంగా ఉన్నప్పటికీ క్రియారహితంగా ఉన్న హెలికేస్ ఎలా Cdc45 ని స్వీకరిస్తుందో పని చూపుతుంది. ఆ అప్పగింత పని చేసే ప్రతిరూపక మోటార్‌గా మార్చడాన్ని ప్రారంభిస్తుంది.

ముగింపు

DNA కాపీ చేయడం కెమిస్ట్రీతో పాటు సమయంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కొత్త నిర్మాణాలు ఆ పకడ్బందీ క్రమబద్ధమైన ప్రక్రియలోని ఒక ముఖ్యమైన చెక్‌పాయింట్‌ను వివరిస్తాయి.

తదుపరి అధ్యయనాలు మానవ కణాలలో యంత్రాంగాన్ని పరీక్షించాలి. వారు వ్యాధికి వైఫల్యాలు ఎలా దోహదపడతాయో కూడా పరిశీలించాలి.