揭開DNA復(fù)制的神秘面紗
通過研究落后酶的機制，科學(xué)家推測為什么DNA復(fù)制總是發(fā)生在向前的方向。通過從其他鏈制備拷貝來合成核苷酸鏈，例如DNA和RNA。復(fù)制過程總是在“前進”方向發(fā)生，從一個特定的端到另一個端。在此過程中，將被復(fù)制的雙鏈DNA的兩條鏈在彼此相反的方向上分離和排列，使問題復(fù)雜化。“當(dāng)DNA被復(fù)制時，兩條鏈中的一條鏈可以以連續(xù)的方式被復(fù)制或合成，而另一條鏈則以許多需要在以后加入的片段合成，”北海道大學(xué)的Min Yao說。“生物學(xué)中的一個重要問題就是為什么細胞不具有反向酶，因此兩條鏈都可以有效地合成。”
最近，發(fā)現(xiàn)了一組稱為Thg1樣蛋白(TLP)的酶，發(fā)現(xiàn)它們在相反方向上添加核苷酸。在該方向上添加核苷酸的實例是罕見的。TLP是例外，并且反向添加核苷酸以修復(fù)受損RNA的“相反末端”。在最近發(fā)表的一項研究中，姚和她的團隊使用X射線晶體學(xué)來揭示TLP / RNA復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。這使他們深入了解TLP用于反向添加核苷酸的復(fù)雜機制。
他們的結(jié)構(gòu)分析揭示了兩個步驟：招募能量供應(yīng)分子，然后添加核苷酸。第二步也見于前向反應(yīng)。反向反應(yīng)的獨特之處在于開始時的招募能量。該酶顯然利用這種能量補充將方向從正向轉(zhuǎn)換為反向。
該小組推測，反向方向 的酶，因為它需要一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜過程沒有在DNA復(fù)制中使用。“通過更詳細地比較正向和反向反應(yīng)的分子機制，我們希望完全理解DNA復(fù)制的進化背景，”姚說。
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