Nový článek o tvorbě i-motivu DNA publikovaný v časopise Nucleic Acids Research

27. 4. 2023

 
Zajímáte se o strukturu DNA a slyšeli jste, že kromě dobře známé dvoušroubovice, kterou před sedmdesáti lety navrhli Watson s Crickem, existují i jiné její podoby?
Pokud se chcete dozvědět více, můžete se začíst do následujících řádků, případně také do textu nejnovějšího článku našich kolegů z oddělení Biofyziky nukleových kyselin (DBNA), který byl publikován v prestižním časopise Nucleic Acids Research:
Mezi nejběžnější alternativy dvoušroubovicového uspořádání DNA se řadí čtyřřetězcové struktury vznikající v oblastech bohatých na guanin, které nazýváme guaninové kvadruplexy, nebo na cytozin, což jsou interkalované cytosinové motivy (i-motivy). Tyto čtyřřetězcové struktury, respektive jejich odlišení od dvoušroubovice, jsou velmi dobře pozorovatelné pomocí spektroskopických metod, na něž jsou pracovníci DBNA skuteční odborníci.
Publikovaná práce byla zaměřena na výzkum tvorby DNA i-motivů in vitro, konkrétně na jejich kineticko-termodynamické parametry. Ukázalo se, že sekvence sestávající z delších nepřerušených cytosinových bloků tvoří nejprve kratší i-motivy, které jsou jakýmsi předstupněm k vytvoření ideálního i-motivu, spojeného maximálním počtem cytosinů dostupných v DNA sekvenci.
Kratší, nedokonalé i-motivy, vznikají velmi rychle v důsledku rychlého zchlazení, zatímco k vytvoření ideálního i motivu je zapotřebí dostatečně dlouhého času a zvýšené teploty, nutných k odstranění všech i motivových předstupňů.
Pochopení principu postupného vzniku i-motivu umožňuje posoudit, zda se některá z těchto alternativních struktur může spolupodílet na řídících procesech v buňce. i-motivy totiž byly objeveny v některých promotorových oblastech, (sekvence, které řídí, zda se geny zapínají či vypínají) nebo v telomerách (koncových úsecích chromozomů, které jsou spojeny s procesem stárnutí).
O biologické významnosti jednotlivých typů i-motivu rozhoduje fakt, že se buněčné procesy odehrávají velmi rychle. Zajímavější a důležitější tedy budou i-motivy, které vznikají velmi rychle. Zda a nakolik se mohou uplatnit v biologických procesech, by měl odpovědět budoucí výzkum.