A DNS molekula replikációjának videofelvétele – először a tudomány történetében

Copyright: Cell Volume 169, Issue 7, Pages 1201-1213.e17 (June 2017) DOI: 10.1016/j.cell.2017.05.041

A földi élet szinte minden formája a DNS-re épül, a szaporodás során a genetikai kód a DNS másolódása segítségével adódik át az utódsejteknek. A biológia története során most sikerült először láthatóvá tenni a egy DNS-molekula replikációját (a DNS molekula másolódását, megkettőződését) – és ez a kutatás mindenki számára meglepő eredményeket hozott. A véletlennek sokkal nagyobb a szerepe, mint azt korábban gondoltuk...

A video ide kattintva megnézhető!

"A vizsgálataink előtt más elképzelésünk volt a DNS replikációjáról – most számos új kérdés vetődött fel " - mondta Stephen Kowalczykowski, a Univerity of California, Davis mikrobiológiai és molekuláris genetika professzora. Ezt az alapvető fontosságú tudományos munkát az június 15-én közölték a Cell című folyóiratban, James Graham és Kenneth Marians kutatótásaival közösen.

Különleges képalkotó technológiát alkalmazva, hihetetlen türelmesen várakozva képesek voltak megfigyelni és lefilmezni egy baktérium (az Escherichia Coli nevű bélbaktérium) DNS molekulájának replikációját – valamint alkalmuk volt a folyamat részleteit tovább vizsgálni, például megmérni a sebességét.

Az első váratlan jelenség az volt, hogy a replikáció folyamata nem egy azonos sebességgel zajló jelenség: a replikáció néha kiszámíthatatlanul megáll, és amikor újraindul, megváltozhat a tempó. Ilyenkor nem ritkán a korábbi sebesség tízszeresével is történhetnek a lépések. Néha a lemaradó szálszintézis leáll, de a vezető szál tovább növekszik. Ez sötét területként jelenik meg a fénylő szálban, mert a jelölő festék nem kötődik az egyszálú DNS-hez. Az is feltűnő, hogy az egész folyamat nem áll „egységes vezérlés” alatt, gyakorlatilag teljesen autonóm módon folyik le a DNS molekulák kettőződése.

Ez a felfedezés alapján a DNS replikáció folyamata valószínűleg véletlenszerűen zajló események eredménye – ezt nevezték el a kutatók új sztochasztikus replikációs elméletnek. Ez egy igazi paradigmaváltás, és módosítja a korábbi tankönyvi tételeket.

Forrás:

James E. Graham, Kenneth J. Marians, Stephen C. Kowalczykowski: Independent and Stochastic Action of DNA Polymerases in the Replisome. Cell 169, 1201–1213, June 15, 2017.  http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2017.05.041