В клетках найдены структуры из четырехнитевой ДНК

Пожалуй, самым культовым изображением в биологии является двунитевая спираль ДНК. Однако в лабораторных условиях путем сворачивания искусственных нитей, обогащенных гуанином (одним из структурных элементов нуклеиновой кислоты), легко можно создать совсем иную структуру ДНК четырехгранной формы. Долгое время ученые могли только предполагать, встречается ли эта так называемая «структура G-квадруплекса» (или G-тетрада) в ДНК живых клеток. G-квадруплексы образованы четырьмя гуанидиновыми остатками из различных участков гуанин-богатой нити, удерживаемыми вместе особой водородной связью для формирования компактной квадратной структуры, прерывающей спираль ДНК.

В статье, опубликованной в журнале Nature Chemistry [1], группа ученых во главе с Шанкар Баласубраманиан (Shankar Balasubramanian) из Кембриджского Университета (University of Cambridge, Великобритания), представили яркие доказательства существования G-квадруплексов в клетках, а также предположили функции этих необычных структур.

Защитные концевые участки хромосом – теломеры – обогащены гуанином и, таким образом, являются возможными кандидатами для формирования G-квадруплекса. Но после тщательного поиска по всему геному с целью обнаружения гуанин-богатых последовательностей некоторые ученые предположили, что квадруплексы могут формироваться и в других областях генома, участвующих в регуляции генов, в том числе и в некоторых онкогенах (генах, связанных с развитием рака).

Ученые создали антитела, которые прочно и специфично связываются со структурой G-квадруплекса и не связываются с двунитевой спиралью ДНК. После инкубации антител с культурой клеток человека исследователи обнаружили, что антитела связываются со множеством сайтов на хромосомах, и только четверть из них находится в теломерах.

«Мы находимся в самом начале пути, но если нам удастся картировать участки G-квадруплексов в геноме, мы сможем узнать, как лучше контролировать гены или различные клеточные процессы, протекающие неправильно при заболеваниях, подобных раку, - говорит исследователь, - Но в любом случае, это пока только далекие перспективы».

Модель соединения 4 нитей ДНК, построенная с использованием данных рентгеновской кристаллографии. (фото: JEAN-PAUL RODRIGUEZ)

По материалам NatureNews

Оригинальная статья: Nature doi:10.1038/nature.2013.12253

Литература:
1. Biffi, G. et al. Nature Chemistry http://dx.doi.org/10.1038/NCHEM.1548 (2013).
2. Rodriguez, R. et al. Nature Chem. Biol. 8, 301–310 (2012).