مشاهدهی تکثیر DNA در مدل سلولی
مجله علمی ایلیاد - محققان معتقدند که رفتار شبیه به لکنت زبان که در آن، DNA تقسیم و رونویسی میشود، به سلول اجازه میدهد که تکثیر را دو بار بررسی کند. دانشمندان، روش مؤثرتری را برای برجسته کردن و مشاهدهی سیستم مولکولی درون سلول توسعه دادهاند. محققان با استفاده از بیومارکرهای فلورسنت، تکثیر DNA درون سلول باکتری را با موفقیت مشاهده کردند. محققان بر این باور بودند که باکتری مانند بسیاری از سلولهای دیگر تقسیم میشود، به آرامی رونوشتی از هر جزء سلولی از جمله DNA را در دیوارهی سلولی قبل از تقسیم و تکثیر، میسازد.
وقتی محققان این فرآیند را در زمان واقعی دیدند، ترتیبی پیچیدهتر و ظاهراً غیرمنتظرهای از وقایع را مشاهده کردند. یافتهها نشان داد که فقط جزئی سلولی بهنام «DNA B helicase»، در طول فرآیند ثابت مانده بود. این آنزیم بهعنوان پناهگاه مولکولی برای فرآیند تکثیر عمل میکند. محققان در مقالهی خود که اخیراً در مجلهی eLife منتشر شده بود، نوشتند: «دادههای ما، مدل نیمه منقطع بسیار پذیرفتهشدهی تکثیر کروموزومی را به چالش میکشد و در عوض از مکانیسمی کاملاً منقطع حمایت میکند که در آن، ترکیب هر دو رشتههای جلویی و عقبی، اغلب قطع میشود.»
دانشمندان توانستند با استفاده از پروتئینهای یافتشده در عروس دریایی، تکثیر را ببینند. محققان، سلولهای باکتری را با پروتئینهای فلورسنت متصل به سیستم مولکولی را مهندسی کردند. وقتی پرتوهای لیزر روی سلولها متمرکز شده بود، دانشمندان توانستند حرکات سیستم مولکولی در طی تکثیر ژنتیکی را ببینند. «مارک لیک»، فیزیکدان بیولوژیک در دانشگاه یورک، در نشریهای خبری گفت: «ما در روش جدیدی از میکروسکوپ نوری برخوردار بودیم که به ما این امکان را داد تا فرآیند جذاب تکثیر که مولکول به مولکول رخ میدهد را ببینیم.»
محققان معتقدند که رفتار شبیه به لکنت زبان که در آن، DNA تقسیم و رونویسی میشود، به سلول اجازه میدهد که تکثیر را دو بار بررسی کند. لیک گفت: «عمل لکنتی، نقاط بررسیای را در مراحل مختلف فرآیند رونویسی DNA ارائه میدهد، تا اطمینان حاصل شود که هیج خطایی صورت نگرفته و اگر خطایی وجود دارد، قبل از اینکه خیلی دیر شود، آنها را تصحیح کند. بدین معنی که سلولها میتوانند به جای تلاش برای تصحیح غیرقابل کنترل در رشتهای کامل و بزرگ از آن، در بخش کوچکی از DNA رفع خطا کنند. اگرچه این فرآیند ناهنجار و تقریباً تصادفی بهنظر میرسد، اما در واقع بسیار کارآمد است.»
محققان دریافتند که این فرآیند بسیار پویاتر از فرآیندی است که قبلاً شناخته شده بود. دانشمندان امیدوار هستند که مطالعهی مداوم آنها در مورد تکثیر DNA بتواند در درک بهتر اشتباههایی که رخ میدهد و همچنین نحوهی تصحیح اشتباهها، به آنها کمک کند. درک خطاهای رمزگذاری میتواند در توسعهی درمان برای بیماریهای ناشی از نقص ژنتیکی، از جمله سرطان، به دانشمندان کمک کند.
نوشته: بروکس های
ترجمه: زهرا جهانبانی - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: زهرا جهانبانی - مجله علمی ایلیاد