Abrollen Während Sie Auf Der Spur Bleiben: Das Ist, Was Die Helicases Des Körpers Tun

{h1}

Wie "the little engine that could" sind helikasen fleißige enzyme, die nicht aufgeben.

Wie "The Little Engine That Could" sind Helikasen fleißige Enzyme, die nicht aufgeben. Ohne sie würden sich Ihre Zellen nicht mehr teilen und viele andere wichtige biologische Prozesse würden zum Erliegen kommen.

Helikasen sind an praktisch allen zellulären Prozessen beteiligt, an denen DNA und RNA beteiligt sind. Ihr Ruf, berühmt zu werden, führt jedoch dazu, dass die DNA abgewickelt wird, sodass sie während der Zellteilung kopiert werden kann. Helikasen sind evolutionär alte Enzyme, die in Viren und in allen Lebewesen gefunden werden. Die meisten Organismen - einschließlich des Menschen - haben viele Versionen, was die kritische und vielfältige Rolle dieser Enzyme innerhalb der Zellen belegt. Das menschliche Genom kodiert 95 Helikaseformen. Sogar die mikroskopische E coli Bakterium hat mehr als ein Dutzend Helikasen.

Wenn bei Hubschrauber etwas schief geht, kann dies zu gesundheitlichen Problemen führen. Mutationen, die Helikasen deaktivieren, wurden mit Krebs und bestimmten genetischen Erkrankungen in Verbindung gebracht, wie dem Werner-Syndrom (vorzeitiger Alterungszustand) und Xerodermapigmentosum (einer Photosensibilitätsstörung, die durch einen Defekt bei der DNA-Reparatur verursacht wurde).

Lesen Sie weiter, um einige der neuesten Entdeckungen von Wissenschaftlern zu erfahren, die von den National Institutes of Health finanziert wurden, wie Helikasen uns am Leben erhalten.

Auf der Spur bleiben

Bevor sich eine Zelle teilt, muss sie ihre DNA kopieren, damit jede "Tochter" -Zelle einen vollständigen Satz von Chromosomen erhält. Helikasen lösen die DNA-Stränge auf und trennen sie, um Platz für die Kopiermaschinen zu schaffen.

Helikasen tuckern über weite Teile der DNA, ohne herunterzufallen, und halten mit der nachfolgenden DNA-Replikationsmaschine Schritt. Mit vielen Organismen, die Millionen, wenn nicht Milliarden von Nukleotid- "Buchstaben" in ihrer DNA enthalten, müssen Helikasen auch schnell arbeiten, um das Duplizieren aller zu erleichtern. Studien haben gezeigt, dass Helikasen mit halsbrecherischer Geschwindigkeit reisen können und Hunderte von Nukleotiden pro Sekunde passieren.

Selbst wenn die DNA bei Höchstgeschwindigkeiten wie beim Shinkansen entlang der DNA geschleudert wird, haben Helikasen eine bemerkenswerte Fähigkeit, sich an den DNA-Strang zu hängen, ohne herunterzufallen. Die Forscher haben sich gefragt, wie Helikasen so lange auf dem richtigen Weg bleiben, wenn andere Enzyme Schwierigkeiten haben, sich festzusetzen. Michelle Wang, Physikerin an der Cornell University, und Smita Patel, Biochemikerin an der Robert Wood Johnson Medical School an der University of Medicine und Zahnmedizin von New Jersey, haben kürzlich geholfen, diese Frage zu klären.

Wie viele andere Helikasen besteht die von ihnen untersuchte aus sechs im Ring angeordneten Proteinteilen. Der DNA-Strang verläuft durch das Zentrum des Rings. Die Forscher entdeckten, dass zwei der Helikase-Protein-Teile sich entlang des Strangs bewegen, während die anderen vier ihn an die DNA binden, wodurch die Helikase vorgerückt werden kann, während sie sicher auf der Spur bleibt.

Wie ein Superheld rollt die Helicase PcrA in einzelsträngiger DNA und stößt Hijacker-Proteine ​​ab, die das Erbgut schädigen könnten.

Wie ein Superheld rollt die Helicase PcrA in einzelsträngiger DNA und stößt Hijacker-Proteine ​​ab, die das Erbgut schädigen könnten.

Bildnachweis: Taekjip Ha

Helicase-Superhelden

Bestimmte Helikasen können zwar fest angebunden bleiben, aber auch unerwünschte Proteine, die ihnen im Weg stehen, abwehren. Diese unerwartete Rolle fand sich in der jüngsten Untersuchung des Physikers Taekjip Ha von der University of Illinois.

Während des Kopiervorgangs wird entpackte DNA potenziellen Entführungen von Proteinen ausgesetzt, die auf schädliche Weise um das Erbgut herumlaufen könnten. Has Team entdeckte, dass eine Helikase namens PcrA gegen Entführungen schützt, indem sie freiliegende DNA-Stränge wiederholt aufrollt und freigibt, wodurch unerwünschte Proteine, die sie beschädigen könnten, abgeschlagen werden.

RNA-Viren erkennen

RIG-I (äußere Bänder und Spulen) gebunden an doppelsträngige RNA (zentrale Stabstrukturen).

RIG-I (äußere Bänder und Spulen) gebunden an doppelsträngige RNA (zentrale Stabstrukturen).

Bildnachweis: Smita Patel

Viele Wissenschaftler arbeiten daran, die Rolle von RNA-Helikasen aufzudecken, die weniger verstanden werden als ihre DNA-Kollegen. Während viele RNA-Helikasen an der Produktion, Verarbeitung oder Verwendung von RNA beteiligt sind, spielen andere eine ungewöhnliche Rolle, indem sie zur Bekämpfung der Virusinfektion beitragen.

Wenn ein RNA-Virus in eine Zelle eindringt, produziert er RNA-Moleküle, die helfen, das Virus und damit die Infektion zu verbreiten. Eine RNA-Helikase namens RIG-I hilft bei der Kontrolle der Infektion, indem sie die viralen RNA-Moleküle erkennt und das angeborene Immunsystem anspricht - die erste Verteidigungslinie des Körpers gegen eindringende Pathogene.

Smita Patel, diesmal in Zusammenarbeit mit dem Strukturbiologen Joseph Marcotrigiano von der Rutgers University, produzierte detaillierte Bilder, wie RIG-I an virale RNA bindet. Die molekularen Momentaufnahmen des Teams zeigten, dass die Bindung an die RNA die Struktur von RIG-I wesentlich verändert und eine Region freigibt, die den Alarm des Immunsystems auslöst.

Wissenschaftler können dieses neue Wissen nutzen, um Medikamente zu entwickeln, die auf RIG-I wirken, um Infektionen zu bekämpfen oder eine überaktive Immunreaktion zu kontrollieren.

Dieser Artikel von Inside Life Science wurde WordsSideKick.com in Zusammenarbeit mit dem National Institute of General Medical Sciences, einem Teil der National Institutes of Health, zur Verfügung gestellt.

Weiterlesen:

  • Pressemitteilung über Michelle Wangs Forschung
  • Pressemitteilung über die Forschung von Taekjip Ha
  • Pressemitteilung über die Forschung von Smita Patel


Videoergänzungsan: .




Forschung


Solarzellen Gehen Organisch
Solarzellen Gehen Organisch

Warum Musik Uns Bewegt
Warum Musik Uns Bewegt

Wissenschaft Nachrichten


Nordamerikanischer F-86 Saber
Nordamerikanischer F-86 Saber

Der Heikle Fall Von Caster Semenya: Wie Sport Und Wissenschaft Sex Klassifizieren
Der Heikle Fall Von Caster Semenya: Wie Sport Und Wissenschaft Sex Klassifizieren

Japan Kann Bald Das Top-Ranking Für Langlebigkeit Verlieren
Japan Kann Bald Das Top-Ranking Für Langlebigkeit Verlieren

Tipps Zur Vermeidung Von Magenschmerzen
Tipps Zur Vermeidung Von Magenschmerzen

Seltener Rotfuchs Lebt In Den Bergen Von Oregon
Seltener Rotfuchs Lebt In Den Bergen Von Oregon


DE.WordsSideKick.com
Alle Rechte Vorbehalten!
Die Wiedergabe Von Irgendwelchen Materialien Erlaubt Nur Prostanovkoy Aktiven Link Zu Der Website DE.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DE.WordsSideKick.com