Понимание того, как клетки копируют свой генетический материал, или ДНК, имеет решающее значение для понимания самой жизни. Эти знания помогают нам понять болезни и разработать новые методы лечения. Ученые работают над раскрытием сложных процессов, участвующих в репликации ДНК, которая необходима для деления клеток и передачи генетической информации.
Недавний обзор, опубликованный в журнале Current Opinion in Structural Biology исследователями из Института биофизики Китайской академии наук, углубляется в молекулярные механизмы, которые обеспечивают точное дублирование генетической и эпигенетической информации во время репликации ДНК в эукариотических клетках. Исследование сосредоточено на том, как клетки поддерживают свой первоначальный эпигенетический ландшафт, обеспечивая при этом целостность генома.
Репликация ДНК временно нарушает структуру хроматина, который представляет собой комплекс ДНК и белков, упаковывающих генетический материал внутри ядра клетки. Процесс сборки нуклеосом, сопряженный с репликацией (RC), имеет центральное значение для этого. Это требует точной координации вновь синтезированных и переработанных гистонов, которые представляют собой белки, вокруг которых обернута ДНК.
Гистоновые шапероны, специальные белки, которые направляют гистоны, играют ключевую роль в этом процессе. Сборка RC-нуклеосом происходит двумя путями: один, использующий вновь созданные гистоны, облегчается комплексом фактора сборки хроматина 1 (CAF-1), а другой, использующий переработанные гистоны, включающий комплекс FACT. Исследователи обобщили последние достижения в структурной биологии сборки RC-нуклеосом, сосредоточив внимание на том, как комплекс CAF-1 собирает новые тетрасомы гистонов H3-H4 и как комплекс FACT перерабатывает родительские гексамеры гистонов.
Эти структурные исследования дают представление о том, как наследуется эпигенетическая информация. Кроме того, они открывают новые возможности для разработки противораковых препаратов, нацеленных на процесс сборки хроматина. Исследователи также изучили, как гистоновые шапероны взаимодействуют с репликационным аппаратом, расширяя роль молекулярных шаперонов, чтобы включить их функцию в составе реплисомы ДНК, комплекса белков, участвующих в репликации ДНК.
В обзоре подчеркивается важность понимания связи между репликацией ДНК и сборкой хроматина. Эти знания ценны для разработки новых методов лечения таких заболеваний, как рак. Понимая эти сложные процессы, ученые могут разрабатывать целевые методы лечения, которые нарушают аномальную репликацию клеток.