I-motiv živi

Genetska informacija, ki se pri evkariontih shranjuje v celičnem jedru, je zapisana na molekuli DNA. Vsem je najbrž poznana dvovijačna struktura molekule, do katere sta se leta 1953 dokopala James Watson in Francis Crick. Seveda z izdatno pomočjo mnogokrat zapostavljene Rosalind Franklin. To dvovijačno strukturo DNA danes uvrščamo med tako imenovane kanonične strukture DNA.

Nadaljnje strukturne študije nukleinskih kislin so kaj kmalu po odkritju kanoničnih dvovijačnih oblik DNA pokazale na obstoj drugačnih, tako imenovanih nekanoničnih oblik DNA. Te se od kanoničnih razlikujejo predvsem v svoji tridimenzionalni zgradbi. Skupno vsem nekanoničnim strukturam pa je predvsem to, da ne tvorijo značilne vijačne strukture.

Ena izmed nekanoničnih struktur DNA je tako imenovani i-motiv. Struktura je zgrajena iz enoverižne DNA, ki je štirikrat prepognjena in tako spominja na nekakšen vozel. I-motiv naj bi se še posebej rad tvoril v sekvencah, bogatih z nukleotidom citozin.

Strukturne in biofizikalne študije nekanoničnih struktur DNA navadno potekajo na sintetičnih modelnih zaporedjih DNA, zato je ključno vprašanje, ali te strukture sploh obstajajo v živi celici. Zaradi narave laboratorijskih analiz se namreč v laboratoriju zelo težko približamo pogojem, ki dejansko vladajo v celici.

Nedavno je avstralskim raziskovalkam in raziskovalcem uspelo dokazati, da se nekanonična i-motiv oblika DNA nahaja tudi znotraj jedra žive celice. V ta namen so raziskovalci pripravili molekulo protitelesa, ki se je specifično vezala izključno na i-motiv obliko DNA. S pomočjo fluorescenčnih oznak so nato na i-motiv vezana protitelesa zaznali s pomočjo fluorescenčne mikroskopije. Protitelesa, vezana na i-motiv DNA, so tako lahko locirali znotraj celičnega jedra.

V nadaljnjih eksperimentih so raziskovalci dokazali, da je tvorba takšnih struktur dinamična in tako odvisna od celičnih procesov v celici oziroma jedru. Slednje daje veljavo dozdajšnjim ugibanjem o pomenu nekanoničnih struktur pri regulaciji celičnih procesov. Raziskava avstralskih raziskovalk in raziskovalcev predstavlja pomemben mejnik pri študijah nekanoničnih struktur DNA v celici, saj kaže na to, da so te v celici dejansko prisotne in lahko s svojo dinamiko pomembno vplivajo na celične procese.

Naj za konec opozorimo tudi na slovenski prispevek k znanosti na področju struktur nekanonične DNA. Na tem področju že leta deluje tudi uspešna raziskovalna skupina profesorja Janeza Plavca na Kemijskem inštitutu, ki s prestižnimi objavami že leta orje znanstveno ledino na področju nekanoničnih struktur DNA- G-kvadrupleksov.

(Od) DNA se vozla tudi Urošu.

Vir: https://www.nature.com/articles/s41557-018-0046-3