Sciencemag.cz
Doporučujeme
Známá dvojšroubovicová struktura DNA není prý ani tak důsledkem vodíkových vazeb mezi komplementárními bázemi, jak se obvykle uvádí, ale hlavní roli při vzniku tohoto tvaru hraje jiný mechanismus.
Ke smotání DNA má stačit prostě to, že příslušné části molekul kolem vodíkových bází jsou hydrofóbní, takže se ve vodném prostředí (v buňce převažuje) snaží dostat dovnitř molekuly. Vodíkové vazby mezi odpovídajícími bázemi k tomu nejsou potřeba (poznámka PH: ale z toho jakoby vyplývá, že by v dvojšroubovici mohly tedy být i nekomplementární řetězce DNA?). Ty se využívají pouze v rozmotaném stavu, když se jedno vlákno sestavuje k druhému, kontroluje se, zda se přiřadily správné báze a opravují se chyby. To alespoň uvádí nová studie vědců ze švédské Chalmers University of Technology publikovaná v Proceedings of the National Academy of Sciences. Autoři studie tvrdí, že operace s DNA proto vyžadují, aby buňka kolem ní vytvořila (relativně) hydrofóbní prostředí, jinak se dvojšroubovice nerozmotá. Toto prostředí vytváří klíčový protein, který tak inicializuje jak replikaci, tak i kontrolu/opravy DNA. Z tohoto důvodu by mohl hrát klíčovou roli v biotechnologiích i medicíně (jak boj s bakteriemi, tak i s replikací rakovinných buněk). V případě bakterií se tento katalytický protein nazývá RecA, v lidských buňkách Rad51.
Výsledky mají být potvrzeny např. tím, jak se DNA chová, když mění prostředí z hydrofilního na relativně hydrofóbní tím, že do roztoku postupně přidáváme polyethylenglykol (ten je ještě s vodou mísitelný). V určitý okamžik se dvojšroubovice rozmotala. Mechanismus tohoto procesu má být takový, že ve struktuře se objeví otvory (např. v důsledku náhodných pohybů). Ve vodném roztoku jimi dovnitř začnou pronikat molekuly vody a řetězce se opět spojují k sobě („uzavírají“), aby je vytlačily. V hydrofóbním, respektive méně hydrofilním prostředí tento stabilizační mechanismus přestane fungovat.
I drobná změna vlastností vodného roztoku kolem DNA může proto ovlivnit její replikaci i opravdu chyb, předpokládají autoři výzkumu.
Bobo Feng et al, Hydrophobic catalysis and a potential biological role of DNA unstacking induced by environment effects, Proceedings of the National Academy of Sciences (2019). DOI: 10.1073/pnas.1909122116
Zdroj: Chalmers University of Technology/Phys.org
Poznámka PH: Vysvětlujeme-li takto vlastnosti DNA, klíčové je vždy odpovědět i na otázku, proč se chemicky velmi podobná RNA chová trochu jinak – dvojšroubovice zde není preferovaným stavem.
„Poznámka PH: Vysvětlujeme-li takto vlastnosti DNA, klíčové je vždy odpovědět i na otázku, proč se chemicky velmi podobná RNA chová trochu jinak – dvojšroubovice zde není preferovaným stavem.“
duvod proc se DNA sbaluje do dvousroubovice oproti RNA:
1) no jestli to neni i tim, ze RNA ma cukr ribozu, ktera ma OH skupinu na miste kde je v DNA v cukru deoxyriboza jen vodik (H). takze DNA je na venek vice hydrofilni.
2) jeste i Uracil v RNA nema CH3 skupinu oproti Thyminu v DNA, takze zas DNA je uvnitr vice hydrofobni kvuli CH3 navic.