Comprendere come le cellule copiano il loro materiale genetico, o DNA, è fondamentale per comprendere la vita stessa. Questa conoscenza ci aiuta a capire le malattie e a sviluppare nuovi trattamenti. Gli scienziati hanno lavorato per svelare i complessi processi coinvolti nella replicazione del DNA, essenziale per la divisione cellulare e la trasmissione delle informazioni genetiche.
Una recente revisione pubblicata su Current Opinion in Structural Biology da ricercatori dell'Istituto di Biofisica dell'Accademia Cinese delle Scienze approfondisce i meccanismi molecolari che assicurano l'accurata duplicazione delle informazioni genetiche ed epigenetiche durante la replicazione del DNA nelle cellule eucariotiche. Lo studio si concentra su come le cellule mantengono il loro paesaggio epigenetico originale garantendo l'integrità del genoma.
La replicazione del DNA interrompe temporaneamente la struttura della cromatina, che è il complesso di DNA e proteine che impacchetta il materiale genetico all'interno del nucleo di una cellula. Il processo di assemblaggio dei nucleosomi accoppiato alla replicazione (RC) è fondamentale per questo. Ciò richiede la precisa coordinazione di istoni di nuova sintesi e riciclati, che sono proteine attorno alle quali si avvolge il DNA.
Le chaperonine istoniche, proteine speciali che guidano gli istoni, svolgono un ruolo chiave in questo processo. L'assemblaggio dei nucleosomi RC avviene attraverso due percorsi: uno che utilizza istoni di nuova creazione, facilitato dal complesso del fattore di assemblaggio della cromatina 1 (CAF-1), e un altro che utilizza istoni riciclati, che coinvolge il complesso FACT. I ricercatori hanno riassunto gli ultimi progressi nella biologia strutturale dell'assemblaggio dei nucleosomi RC, concentrandosi su come il complesso CAF-1 assembla nuovi tetrasomi istonici H3-H4 e su come il complesso FACT ricicla gli esameri istonici parentali.
Questi studi strutturali forniscono informazioni su come vengono ereditate le informazioni epigenetiche. Inoltre, offrono nuove strade per lo sviluppo di farmaci antitumorali che prendono di mira il processo di assemblaggio della cromatina. I ricercatori hanno anche esplorato come le chaperonine istoniche interagiscono con il macchinario di replicazione, espandendo il ruolo delle chaperonine molecolari per includere la loro funzione all'interno del replisoma del DNA, il complesso di proteine coinvolte nella replicazione del DNA.
La revisione evidenzia l'importanza di comprendere l'accoppiamento tra la replicazione del DNA e l'assemblaggio della cromatina. Questa conoscenza è preziosa per lo sviluppo di nuovi trattamenti per malattie come il cancro. Comprendendo questi processi intricati, gli scienziati possono sviluppare terapie mirate che interferiscono con l'anormale replicazione delle cellule.