Kako encim uporablja sončno svetlobo za popravilo DNK
Struktura fotoliaze z vezanim DNK (rumena in modra) ter fotokemijsko aktivno območje (vijolična).
Široka mednarodna raziskovalna skupina pod vodstvom Nemškega elektronskega sinhrotrona (DESY) in hamburške univerze, v kateri je sodelovala tudi raziskovalka Ajda Kunavar (D13) s Kemijskega inštituta, je kot prva na svetu pokazala, kako encim fotoliaza učinkovito usmerja energijo sončne svetlobe v popravilu poškodovane DNK. Rezultati so objavljeni v reviji Science.
Živa bitja se morajo spopadati s škodljivimi UV-žarki, ki lahko povzročajo poškodbe DNK. Če UV-žarki povzročijo prečno povezovanje DNK, lahko to povzroči napake v genskem zapisu, kar vodi tudi do celične smrti ali – v najslabših primerih – do mutageneze in nastanka raka. Za preživetje so organizmi zato razvili različne mehanizme popravila DNK, med katerimi eno izmed rešitev predstavlja fotoliaza. Ta izkorišča sončno svetlobo za odpravljanje poškodb, ki jih povzroči prav ta. Fotoliaza je sposobna prepoznati specifična mesta, kjer je UV-sevanje prečno povezalo DNK, ter se pripeti nanje. Zmore absorbirati sončno svetlobo krajših valovnih dolžin (modre barve) in jo uporabiti pri obnovi in povrnitvi DNK v prvotno obliko.
V minulih desetletjih so raziskovalci proučevali, ali se med popravljanjem DNK dvojne vezi med ogljikovimi atomi dveh sosednjih timinskih preostankov cepijo sočasno ali zaporedno. S časovno razrešeno kristalografijo so raziskovalci zdaj razkrili, da se najprej prekine ena vez in šele nato druga, s čimer so naposled razvozlali mehanizem. V študiji so prav tako pokazali, da ima encim aktivno mesto, ki se popolnoma ujema z obliko poškodovane DNK. Zdrava ali popravljena DNK pa je večja, zato ne ustreza več vezavnemu mestu encima, kar pojasnjuje njegovo visoko specifičnost.
Več: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj4270
Info: ajda.kunavar(at)ki.si