211service.com
Elektroninė užuomina apie DNR taisymo paslaptį
Štai įdomus galvosūkis, susijęs su DNR molekulėmis. DNR reguliariai pažeidžiama dėl įprastinio nusidėvėjimo ir nuolatinės jonizuojančiosios spinduliuotės poveikio. Tačiau ląstelės turi nepaprastą molekulinių mašinų, tokių kaip taisymo fermentai, kolekciją, kuri greitai nustato defektus ir juos ištaiso.
Galvosūkis yra tai, kaip jie tai daro. Viena idėja yra ta, kad remonto fermentai tiesiog plaukioja pakankamai ilgai ir galiausiai randa pažeistus regionus. Tačiau skaičiai tiesiog nesutampa. Genai paprastai yra nuo 1000 iki 1 000 000 bazinių porų. Priešingai, tipinė mutacija paprastai apima tik keletą bazinių porų. Tai tiesiog per maža, kad būtų galima patikimai pasivaikščioti atsitiktine tvarka. Turi būti vykdoma kita aktyvaus vietos nustatymo forma.
Viena teorija teigia, kad mutacijos pakeičia elektrines DNR atkarpos charakteristikas ir tai sukuria signalą, kad taisantys fermentai gali įsitvirtinti, pavyzdžiui, elektrikai nustato grandinės pertrauką. Bėda ta, kad DNR nepraleidžia elektros kaip maitinimo kabelis, todėl neaišku, kaip tai veiktų.
Dabar Arkadijus Krokhinas iš Šiaurės Teksaso universiteto ir keli bičiuliai išsiaiškino, kaip tai gali padaryti DNR. Svarbiausia, kad skirtingi DNR regionai turi skirtingas elektrines charakteristikas. Grupė iš pirmųjų principų apskaičiavo, kaip mokesčiai teka skirtinguose regionuose. Jie sako, kad egzonuose – informaciją pernešančiose genų dalyse – molekulės energijos spektras leidžia egzistuoti delokalizuotiems elektronams. Šiose srityse gali tekėti krūvis.
Tačiau informacijos nenešančių regionų – intronų – energijos spektras neleidžia delokalizuoti elektronų. Taigi intronai yra efektyvūs izoliatoriai.
Taip DNR nustatomi tiksliai apibrėžti regionai, kuriuos galima identifikuoti elektroniniu būdu. Tai taip pat reiškia, kad bet kokie elektroninių savybių pokyčiai, kuriuos sukelia mutacija, taip pat būtų iš esmės riboti. Tai iš karto rodo būdą, kaip remonto fermentai gali pakenkti.
Žinoma, šis darbas yra tik vienas žingsnis link nuoseklios teorijos, paaiškinančios DNR taisymą (kuris iš tikrųjų apima daugybę skirtingų procesų).
Tačiau šio požiūrio grožis yra tas, kad jis taip pat gali paaiškinti, kodėl kai kurie pažeidimai nepataisomi, o tai lemia ląstelių mirtį ir net vėžį.
Manoma, kad tam tikros mutacijos sukelia mažiau elektros pokyčių nei kitos. Šios mutacijos yra elektroniniu būdu užmaskuotos, todėl remonto fermentai jų neaptinka. Tam yra net eksperimentinių įrodymų, gautų iš DNR su vėžį sukeliančiomis mutacijomis atsparumo matavimų.
Jei ši teorija yra teisinga, vienas svarbus klausimas yra, kaip būtų įmanoma panaudoti DNR elektrines savybes, kad būtų galima aptikti vėžį ir netgi užkirsti jam kelią ateityje?
Nuoroda: arxiv.org/abs/0911.2953 : Nehomogeninė DNR: laidūs egzonai ir izoliuojantys intronai