PDB-101 Thymine Dimeren

PDB-101 Thymine Dimeren dan bijthymine dimeren

Een klein stukje van het DNA met een thymine dimeer (magenta).

TIFF hoge kwaliteit te downloaden

De zomer is hier, en we zijn allemaal op weg naar buiten, naar de zon te genieten. Maar vergeet niet om je zonnecrème te nemen, want teveel zonlicht kan beschadigen jouw cellen. Kleine doses zonlicht nodig om vitamine D te maken, maar grotere doses aanvallen je DNA. Ultraviolet licht is de grote boosdoener. De meest energieke en gevaarlijke golflengten van UV-licht, de zogenaamde UVC, worden gescreend out (althans voor nu) van de ozon in de hogere atmosfeer. De zwakkere UV-licht, aangeduid UVA en UVB, gaat door de atmosfeer en krachtig genoeg om chemische veranderingen in het DNA veroorzaakt.

gevaarlijke Dimeren

Ultraviolet licht wordt opgevangen door een dubbele binding in thymine en cytosine bases in het DNA. Deze toegevoegde energie opent de band en maakt het mogelijk om te reageren met een naburig basisstation. Als de buurman een thymine of cytosine base kan een covalente binding tussen de twee basen. De meest voorkomende reactie is hier te zien: twee thymine bases hebben een strakke thymine dimeer gevormd, met twee obligaties het lijmen van de bases bij elkaar. De bovenste afbeelding is van VOB binnenkomst 1n4e en de close-up foto op de bodem is VOB binnenkomst 1ttd. Dit is niet een zeldzame gebeurtenis: elke seconde je in de zon, 50 tot 100 van deze dimeren worden gevormd in elke huidcel!

Problemen met Polymerase

Deze dimeren zijn lastig en vormen een stijve knik in het DNA. Dit veroorzaakt problemen wanneer de cel moet zijn DNA te repliceren. DNA polymerase heeft moeite lezen dimeer, omdat deze niet soepel past in de actieve plaats. TT dimeren zoals hier afgebeeld zijn niet het grootste probleem, aangezien ze meestal goed worden gecombineerd met adenine als het DNA wordt gerepliceerd. Maar CC dimeren niet zo goed vergaan. DNA polymerase vaak verkeerd adenine paren met hen in plaats van guanine, waardoor een mutatie. Keer voorkomen in een belangrijk gen dat de groei van cellen, zoals de genen voor Src-tyrosinekinase of p53 regelt. de mutatie kan leiden tot kanker.

Reparatie-enzymen T4 endonuclease V (links) en DNA photolyase (rechts).

TIFF hoge kwaliteit te downloaden

fout Controle

We besteden veel tijd in de zon, dus het zal u niet verbazen dat we een krachtig mechanisme voor het corrigeren van deze problemen. Onze cellen gebruiken een proces genaamd nucleotide excisie reparatie, waarin de gezamenlijke inspanning van een grote verzameling van eiwitten die de beschadigde bases herkennen vereist, clip uit het deel van DNA met de fout, en dan een nieuw exemplaar van het beschadigde gebied te bouwen. Andere organismen hebben extra correctiemechanismen. Bijvoorbeeld, het enzym aan de linkerkant (VOB vermelding 1vas) is een endonuclease dat raakt de beschadigde basen, waardoor de site beschikbaar voor reparatie. Verrassend, dit endonuclease niet de thymine dimeer direct herkennen. U kunt zien op deze foto dat de thymine dimeer (gekleurde magenta) niet het enzym helemaal niet te raken. In plaats daarvan, het enzym herkent een van de adeninen die is gekoppeld aan de dimeer. Omdat de basenparen wordt verzwakt door de verwrongen vorm van het dimeer, wordt de adenine gemakkelijk omgedraaid uit en gebonden aan een zak in het enzym. Het enzym rechts (VOB vermelding 1tez) een photolyase die direct breekt de bindingen verbindt het dimeer, de fout in plaats. Ironisch genoeg, photolyases gebruiken zichtbaar licht om dit proces te voeden. Deze structuur vangt het DNA na de thymine dimeer is vastgesteld. Merk op dat de twee thymine bases (gekleurde magenta) worden omgedraaid uit de normale DNA-helix en zijn gebonden in een zak op het enzym oppervlak.

Het verkennen van de Structuur

De meeste DNA-polymerasen hebben een harde tijd te repliceren DNA met pyrimidine dimeren. Het enzym aan de linkerkant, VOB binnenkomst 1rys. is een uitzondering: het is ontworpen om te lezen door middel van beschadigde DNA. Het heeft een losse actieve plaats, dus het kan gemakkelijk geschikt voor de stijve thymine dimeer. Echter, deze open actieve plaats maakt het enzym tamelijk gevoelig voor fouten. Een typische DNA polymerase wordt getoond aan de rechterkant, VOB binnenkomst 1sl2. Het strak omsluit het DNA en daardoor nauw contact, is zeer nauwkeurig in het kopiëren van het DNA. Echter, het heeft een hoop problemen met beschadigde bases en werkt 3000 keer langzamer op thymine dimeren dan bij een normale DNA.

Deze foto is gemaakt met RasMol. U vindt soortgelijke foto’s maken door te klikken op de toetreding codes hier en het plukken van een van de opties voor 3D weergave.

Referenties

  1. H. S. Zwart, F. R. deGruijl, P. D. Forbes, J. E. Cleaver, H. N. Ananthaswamy, E. C. deFabo, S. E. Ullrich en R. M. Tyrrell (1997) fotocarcinogenese: een overzicht. Journal of Fotochemie en Photobiology B: Biology 40, 29-47.
  2. T. Lindahl en R. D. Wood (1999) Kwaliteitscontrole door DNA-reparatie. Science 286, 1897-1905.

Over Molecule van de Maand

De RCSB VOB Molecule van de Maand van David S. Goodsell (The Scripps Research Institute en het RCSB VOB) presenteert korte accounts op geselecteerde moleculen uit de Protein Data Bank. Elke aflevering bevat een inleiding tot de structuur en functie van het molecuul, een bespreking van de relevantie van het molecuul voor de menselijke gezondheid en het welzijn, en suggesties voor hoe bezoekers deze structuren kunnen bekijken en toegang te krijgen tot verdere details. Meer

PDB-101 helpt leraren, studenten, en de algemeen openbare verken de 3D wereld van eiwitten en nucleïnezuren. Leren over hun diverse vormen en functies helpt om alle aspecten van biogeneeskunde en landbouw begrijpen van eiwitsynthese tot gezondheid en ziekte biologische energie.

Waarom PDB-101? Onderzoekers over de hele wereld maken deze 3D-structuren vrij verkrijgbaar bij de Protein Data Bank (PDB) archief. PDB-101 bouwt inleidende materialen om te helpen beginners de slag te gaan in het onderwerp ("101"Zoals in een instap natuurlijk) en de middelen voor uitgebreide leren.

RCSB PDB (citaat) wordt beheerd door twee leden van de Research Collaboratory voor Structural Bioinformatics (RCSB):

Bron: pdb101.rcsb.org

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

twee × 3 =