Vedci v reálnom čase sledovali, ako baktérie opravujú DNA. Dúfajú, že raz vďaka tomu dokážu vyliečiť rakovinu

Prežijú napríklad aj v podmienkach, v akých neprežije žiaden iný živý organizmus. Teraz však vedci objavili ďalšiu z ich superschopností. Zistili, že dokážu opraviť DNA a dokonca tento proces pozorovali takpovediac v priamom prenose.

Ako je možné, že si živý organizmus dokáže opraviť DNA?

Schopnosť rýchle a precízne napraviť chyby v génoch je často otázkou života a smrti. Aj tá najmenšia zmena v génovej sekvencii môže znamenať katastrofu, a to najmä v prípade, ak je pozmenená časť genetickej informácie zodpovedná za životne dôležitú funkciu, píše portál Science Alert. Vedci sa už najmenej storočie zaoberajú skúmaním mechanizmov, ktoré precíznu opravu DNA umožňujú. Niektoré jeho kroky sú však ešte aj dnes veľkou záhadou.

Ako najnovšie informuje štúdia publikovaná v časopise Nature, vedci našli spôsob, ako sledovať opravu DNA takpovediac v priamom prenose. Proces sa rozhodli pozorovať za pomoci baktérie Escherichia coli, a to tak, že kľúčové enzýmy a úseky DNA zvýraznili fluorescenčnou látkou. Takto sa biológovia pokúsili zistiť, akých vzorcov sa baktérie držia a ako je možné, že počas opráv nedochádza k chybám.

Väčšina živých organizmov využíva proces tzv. homologickej rekombinácie. Tú môžeme prirovnať k porovnávaniu dvoch verzií zápisu, ak sa chceme vyhnúť náhodnej chybe. Predstavte si, že máte pred sebou šablónu a vedľa nej text, ktorý máte upraviť. Ak si šablónu pozorne prezriete a postupujete podľa nej, môžete si byť istí, že pri oprave neurobíte chybu.

Opravy pripomínajú prepisovanie šablóny

Kľúčovú rolu v tomto procese zohráva proteín, ktorému sa hovorí ReCa. Tento proteín je natoľko dôležitý, že niektorá z jeho verzií sa nachádza v každom živom organizme, ktorý vedci doteraz skúmali. Ak sa dvojvláknový „rebrík“ tvorený DNA roztrhne úplne, komplex proteínov sa dá okamžite do práce, spoja poškodené konce DNA a následne sa púšťa do práce proteín ReCa, ktorý zaručí bezchybnosť spojenia. Proteín tak vytvorí vlákno, ktoré je schopné udržať pokope poškodenú, aj nepoškodenú časť DNA.

Už 50 rokov však vedci nedokážu prísť na to, ako proces prebieha ďalej a ako je možné, že prebehne v tak krátkom čase. Aby záhadu rozlúštili, využili vedci tisícky baktérií E. coli vypestovaných v laboratóriu, pričom ich cieľom bolo pozorne sledovať činnosť každej jednej z nich. Po umiestnení baktérií na želané miesta vedci narušili DNA za pomoci úpravy génov, ktorej sa hovorí CRISPR. Poškodené časti DNA označili fluorescenčnou látkou, aby mohli sledovať presný postup opráv pod mikroskopom.

Objav je nesmierne dôležitý aj pre ľudí

Na sledovanie presnej polohy proteínu ReCa využili biológovia protilátky, až napokon prišlo upozornenie, že proces opráv bol ukončený. Baktériám trvalo v priemere 15 minút, kým opravy dokončili. Z toho 9 minút zabralo, kým proteín našiel tú správnu šablónu, na základe ktorej opravy prebiehali. Je to ako keby ste sa prechádzali po knižnici a vyberali tie správne knihy na základe čísel v katalógu.

Vzhľadom na to, že tento proces je spoločný pre všetky živé organizmy, jeho detailné poznanie je dôležité nielen pre baktérie, ale aj pre ľudský organizmus. Vďaka nemu môžu vedci zistiť, ako dochádza k rôznym ochoreniam, napríklad k rakovine.

Pozri aj:

Obézni ľudia môžu priberať aj keď cvičia. Vedci odhalili, prečo je to tak