هنگامی که سلول‌ها DNA را کپی می‌کنند یک مکانیسم غیرمنتظره دو مرحله ای رخ می‌دهد. فرآیند کپی کردن DNA، یک فرایند کرئوگرافی پیچیده است که نیاز به سرعت و دقت بسیار زیادی دارد. کد جهش‌یافته ی DNA به سلول اجازه می‌دهد تا به طور غیرقابل کنترلی تقسیم شود و این امر می‌تواند منجر به سرطان شود. کشف جزئیات پیچیده این فرآیند می‌تواند راه‌های جدیدی را برای هدف قرار دادن بیماری‌هایی، مانند سرطان ایجاد نماید. در این راستا دانشمندان KAUST، یک مرحله حیاتی از این فرایند را کشف کرده‌اند.
DNA در هر سلول انسانی تقریباً دارای طول بلندی است و هر بار که یک سلول تقسیم می‌شود،که تقریباً ۲ تریلیون بار در روز اتفاق می‌افتد، این DNA نیز باید کپی شود. اگر خطایی در کپی شدن DNA اتفاق بیفتد، سلول‌ها ممکن است به شکل غیرطبیعی دربیایند و باعث بروز بیماری شوند.
“منال ظاهر”، دانشجوی گروه Samir Hamdan’s در KAUST، که این مطالعه را هدایت کرده، در این خصوص می‌گوید: «دانستن این موضوعات سبب درک این امر می‌شود که چگونه آنزیم‌ها DNA را کپی و ترمیم می‌کنند.»
ظاهر، آنزیم‌هایی که اجازه می‌دادند رشته‌های کوتاه DNA در طی تکثیر، شکل بگیرند و قطعات Okazaki نامیده می‌شوند، را شناسایی کرد و برای اتصال به یک رشته طولانی DNA، مورد بررسی قرار داد.
در فرآیندی که به‌عنوان بلوغ قطعه Okazaki شناخته می‌شود، آنزیمی به نام FEN1 فلپ های Okazaki را که باید قبل از متصل شدن قطعات Okazaki به رشته‌ی DNA جدا می‌شدند برش می‌دهد. ظاهر، در این خصوص می‌گوید: «خصوصیات مبتنی بر دنباله، بخشی از رونوشت برداری را تشریح می‌کنند. هرچند فقدان اطلاعات کلیدی در مورد برش، مبتنی بر ساختار FEN1، سبب می‌شود که به حدود ۵۰ میلیون سایت از قطعه‌های Okazaki در طی تکثیر DNA انسانی نیاز باشد.
FEN1 در بسیاری از اشکال سرطان، بیش از حد تولید شده یا تغییریافته است و ظاهر، می‌خواهد تأثیر دخالت این آنزیم را بررسی کند. محققان از یک تکنیک تصویربرداری به نام تک مولکول FRET برای کشف چگونگی برش FEN1 و انتشار آن از دیگر آنزیم‌ها و قطعات DNA استفاده کردند.
ظاهر، کشف نمود که FEN1 به‌عنوان یک سوئیچ بین دو مسیر مختلف از آنزیم‌ها عمل می‌کند. اگر فلپ کوتاه باشد، FEN1 به DNA متصل می‌شود تا اجازه دهد بخش‌های Okazaki به آن بپیوندند. با این حال، اگر فلپ طولانی باشد، FEN1 دو عنصر دیگر که Dna2 و RPA نامیده می‌شوند را منتشر می‌کند تا به فلپ چسبیده و بخش عمده آن را قطع کنند تا FEN1 بتواند مأموریت خود را به پایان برساند.
ظاهر توضیح می‌دهد: «این مکانیسم دو مرحله ای می‌تواند به طور قابل‌توجهی به درک قوانین مرحله بعدی رفتار قطعه Okazaki کمک کند و از آن جا که جهش‌های موجود در Dna2 و RPA به سرطان مرتبط هستند، این موضوع از اهمیت خاصی برخوردار است.»
شایان ذکر است هم اکنون این گروه در حال بررسی فعل و انفعال بعدی است. آن‌ها FEN1 را مدنظر قرار داده و به دنبال کشف رمز و رازهای تکرار DNA در یک مرحله هستند.
✳️ مترجم: محمد شجاعیه
☑ لینک خبر
☑ عضویت در زیست فن پزشکی
☑ عضویت در کانال زیست فن
