Розуміння того, як клітини копіюють свій генетичний матеріал, або ДНК, має вирішальне значення для розуміння самого життя. Ці знання допомагають нам зрозуміти хвороби та розробити нові методи лікування. Вчені працюють над розкриттям складних процесів, пов'язаних з реплікацією ДНК, що є важливим для поділу клітин та передачі генетичної інформації.
Нещодавній огляд, опублікований у журналі Current Opinion in Structural Biology дослідниками з Інституту біофізики Китайської академії наук, заглиблюється у молекулярні механізми, які забезпечують точне дублювання генетичної та епігенетичної інформації під час реплікації ДНК в еукаріотичних клітинах. Дослідження зосереджується на тому, як клітини підтримують свій первісний епігенетичний ландшафт, забезпечуючи цілісність геному.
Реплікація ДНК тимчасово порушує структуру хроматину, який є комплексом ДНК та білків, що пакують генетичний матеріал усередині ядра клітини. Процес збирання нуклеосом, пов'язаний з реплікацією (RC), є центральним для цього. Це вимагає точної координації новосинтезованих та перероблених гістонів, які є білками, навколо яких обертається ДНК.
Гістонові шаперони, спеціальні білки, які направляють гістони, відіграють ключову роль у цьому процесі. Збирання RC нуклеосом відбувається двома шляхами: один використовує новостворені гістони, що полегшується комплексом фактора збирання хроматину 1 (CAF-1), а інший використовує перероблені гістони, за участю комплексу FACT. Дослідники підсумували останні досягнення в структурній біології збирання RC нуклеосом, зосереджуючись на тому, як комплекс CAF-1 збирає нові тетрасоми гістонів H3-H4 та як комплекс FACT переробляє батьківські гексамери гістонів.
Ці структурні дослідження дають уявлення про те, як успадковується епігенетична інформація. Крім того, вони пропонують нові шляхи розробки протиракових препаратів, які націлені на процес збирання хроматину. Дослідники також досліджували, як гістонові шаперони взаємодіють з реплікаційним апаратом, розширюючи роль молекулярних шаперонів, включаючи їх функцію в ДНК-реплісомі, комплексі білків, що беруть участь у реплікації ДНК.
В огляді підкреслюється важливість розуміння зв'язку між реплікацією ДНК та збиранням хроматину. Ці знання є цінними для розробки нових методів лікування таких захворювань, як рак. Розуміючи ці складні процеси, вчені можуть розробляти цілеспрямовану терапію, яка перешкоджає аномальній реплікації клітин.