Mengungkapkan Studi Struktur Molekul Kunci Divisi Cell

Livejurnal69 - Sekarang, para peneliti di University of Pennsylvania School of Medicine telah menetapkan struktur molekul kunci yang memainkan peran sentral dalam cara DNA digandakan dan kemudian pindah dengan benar dan sama-sama menjadi dua sel anak untuk menghasilkan dua salinan tepat dari sel induk. Tanpa molekul ini, seluruh kromosom bisa hilang selama pembelahan sel.

Ben Hitam, PhD, asisten profesor dari Biokimia dan Biofisika, dan Nikolina Sekulic, PhD, postdoctoral fellow Black di laboratorium, laporan dalam edisi 16 September lalu dari Alam struktur molekul-CENP A, yang mendefinisikan bagian dari kromosom yang disebut sentromer. Ini adalah wilayah yang terbatas molekul khusus yang disebut serat gelendong melampirkan yang membantu menarik sel anak terpisah selama pembelahan sel.

"Pekerjaan kami memberikan tampilan beresolusi tinggi pertama dari molekul yang mengontrol pewarisan genetik pada pembelahan sel," kata Black. "Ini adalah langkah maju dalam sebuah teka-teki yang ahli biologi telah chipping pergi di lebih dari 150 tahun yang besar."

Penyelidik telah dikenal selama 15 tahun terakhir bahwa bagian dari pembelahan sel dikendalikan oleh proses epigenetik, rangkaian tindakan yang mempengaruhi gulungan protein sekitar yang DNA terikat erat, bukan dikodekan dalam urutan DNA itu sendiri. Mereka gulungan dibangun protein histon, dan perubahan kimia protein tersebut dapat spool mengendurkan atau mengencangkan interaksi mereka dengan DNA. Epigenetik mengubah pembacaan dari kode genetik, dalam beberapa kasus ramping sebuah ekspresi gen atas atau bawah. Dalam kasus sentromer, itu menandai situs mana serat gelendong melampirkan independen dari urutan DNA yang mendasarinya. CENP-A telah diduga protein penanda kunci epigenetik.

Namun, apa yang belum diketahui adalah bagaimana CENP-A epigenetically menandai sentromer untuk warisan langsung. Tim Black menemukan fitur struktural yang memberi CENP-A kemampuan untuk menandai lokasi sentromer pada kromosom masing-masing. Hal ini penting karena tanpa CENP-A atau tanda sentromer menciptakan, seluruh kromosom - dan semua gen itu rumah - yang hilang pada pembelahan sel.

Dalam studi ini, Hitam memecahkan struktur CENP-A untuk menentukan bagaimana menandai secara khusus pada masing-masing sentromer kromosom dan menduga dari yang bagaimana tanda epigenetik disalin dengan benar pada setiap pembelahan sel. Mereka menemukan bahwa CENP-A berubah bentuk nukleosom yang bagian itu, juga membuatnya lebih kaku dibandingkan nukleosom lain tanpa CENP-A. nukleosom adalah kombinasi DNA luka di sekitar inti protein histon - benang DNA melilit histon spul. The CENP-nukleosom adalah disalin beberapa kali untuk membuat daerah epigenetik unik, berbeda dari sisa kromosom. CENP-A menggantikan histon H3 di nukleosom terletak di sentromer.

Ini CENP-A pengenal protein sentromer menarik lainnya, dan pembelahan sel dalam membangun struktur besar, kinetokor, untuk menarik digandakan kromosom terpisah selama pembelahan sel.

Selain kemajuan besar dalam pemahaman dari molekul mengemudi warisan manusia, pekerjaan ini juga mendatangkan prospek yang menarik bahwa komponen kunci epigenetik sekarang di tangan untuk insinyur kromosom buatan secara klinis berguna yang akan mewarisi kromosom bersama kami sendiri alami - dan dengan kesetiaan tinggi yang sama, kata Black.

Co-penulis adalah mahasiswa pascasarjana Emily A. Bassett dan penelitian spesialis Danielle J. Rogers. Pekerjaan itu didanai oleh National Institute for Umum Ilmu Kedokteran, yang Burroughs Wellcome Fund, Rita Allen Foundation, American Cancer Society, dan American Heart Association.