کوی دانش - kooy

DNA آسیب‌دیده برای تعمیر به کجا می‌رود؟

 DNA آسیب‌دیده برای تعمیر به کجا می‌رود؟
15 اردیبهشت
14:30 1394
در دانشگاه Tufts پژوهشی در زمینه فرآیند تعمیر DNA درون سلول انجام شد که نتایج آن در مجله "ژن و رشد" منتشر شده است و به صورت آنلاین نیز در دسترس است. کاترین فریودنریچ، زیست‌شناس دانشگاه Tufts و همکارانش نشان دادند تکرار گسترش‌یافته از نوکلئوتید سه‌گانه CAG/CTG (CAG) در مخمر به محیطِ پیرامونی هسته‌ی سلول منتقل می‌شود تا در آنجا تعمیر شود. این نقل مکان برای پیشگیری از تکرارِ بی‌ثباتی و بیماری ژنتیکی ضروری است.

گسترش CAG به این دلیل اهمیت دارد که آنها منشاء چندین بیماری عصبی-انحطاطی، بیماری‌های عصبی-عضلانی مانند هانتینگتون، دیستروفی میوتونیک و انواع متعددی از عدم تعادل مخچه ستون فقرات هستند. تکرار کوتاه سه‌گانه همیشه منجر به بروز مشکل نمی‌شود. با این وجود گاهی اوقات این تکرار‌ها گسترش می‌یابند و طولانی‌تر از حالت طبیعی می‌شوند. تکرارِ گسترش‌یافته باعث تغییر در شکل ملکول DNA از مارپیچ دوگانه به ساختاری با پیچ تند می‌شود. سازوکار سلولی به سختی می‌تواند این تغییر شکل را تکرار و تعمیر کند و این امر می‌تواند باعثِ ایجاد شکستگی در ملکول DNA شود.

بیماری زمانی رخ می‌دهد که تعدادی از تکرار‌های نوکلئوتید سه‌گانه CAG ِ گسترش‌یافته فراتر از آستانه ثبات حرکت کنند. آستانه‌ی بیماری هانتینگتون بین 38 تا 40 تکرار است. بیماری دیستروفی میوتونیک وقتی تکرار‌ها به 200 می‌رسد بروز پیدا می‌کند.

فریودنریچ گفت: «تعمیر مناسب برای آسیب DNA در تکرار CAG برای سلول ضروری است زیرا تعمیر مناسب می‌تواند از گسترش و تشدید این بیماری در آینده جلوگیری کند.»

پژوهشگران در این پژوهش که با نام "قواعدِ ترکیب مجدد در منافذ هسته مخمر، ثباتِ تعمیر و تکرار سه‌گانه را کنترل می‌کند" منتشر شده است، تکرار CAG ِ اندازه‌های متفاوت را در کروموزوم‌های مخمرِ در حال رشد معرفی کردند.‌ کروموزوم‌های دارای تکرار با ملکول فلورسنت مشخص شده‌اند، بنابراین مکان آنها در هسته سلول را می‌توان به صورت بصری دنبال کرد.‌

فریودنریچ بیان داشت: «ما دریافتیم کروموزوم‌های حاوی تکرار گسترش‌یافته CAG از داخل هسته به محیط پیرامونی هسته منتقل می‌شوند تا تعمیر شوند. پژوهش ما نشان داد DNA با تکرار گسترش‌یافته، این نقل مکان را برای تعمیر انجام می‌دهد. نزدیک شدن به محیط پیرامونی هسته به تعمیر تکرار کمک می‌کند تا بدون اشتباه انجام شود. وقتی از حرکتِ ملکول DNA جلوگیری می‌شود، کروموزوم به دفعات بیشتری می‌شکند و بیشتر احتمال دارد که تکرار جهش پیدا کند. پژوهش‌های قبلی، رفتن به محیط پیرامونی هسته برای تعمیر شدن را مشخص نکرده بودند. دانستن این امر گامی مهم برای حفظِ DNA تکراری و جلوگیری از آسیب به کروموزوم‌هاست.»

فریودنریچ اشاره کرد، هر چه تکرار طولانی‌تر باشد، فراوانیِ نقل مکان‌ها بیشتر خواهد بود. برای مثال CAG-130 بیشتر از CAG-70 تغییر مکان می‌دهد. علاوه بر این CAG-15 ِگسترش‌نایافته بیش از کنترلِ غیر تکراری جابه‌جا نمی‌شود. فرض بر این است که اگر سازوکار تکرار، مانع از تکرار شود منجر به نقل مکان می‌شود.

به طور معمول، هر رشته تکی DNA به عنوان الگویی برای تکثیر سایر رشته‌ها عمل می کند. آنزیمی که در تکثیر DNA مشارکت دارد هر رشته را بازسازی می‌کند تا از یک رشته، دو کروموزوم تکثیر شود. یک بخش از ملکول DNA ِ دورشته‌ای، به دو رشته جدا تقسیم می‌شود.

ساختار به دست آمده به شکل Y است که "دوشاخه تکرار" نامیده می‌شود. این فرآیند هنگامی که مشکلی در DNA وجود دارد متوقف می‌شود. در محیط پیرامونی، DNA آسیب‌دیده و مجموعه‌های منافذ هسته‌ای (NPCs) بر هم تأثیر متقابل دارند. NPCs، مجموعه‌‌ای از پروتئین‌هاست که به عنوان دورازه‌بان بین هسته سلول و سیتوپلاسم اطراف عمل می‌کند. یکی از این دروازه‌بان‌ها مجموعه Nup84 و مجموعه Slx5/8 ِ مرتبط است. آنها در هر NPC حضور دارند.

گروه پژوهشی نشان داد که هر دو این مجموعه‌ها برای تعمیرِ مناسبِ  DNA ِتکرار ضروری هستند. مجموعه Slx5/8 دارای نقشی حیاتی است و برای اتصال DNA ِتکرار به NPC لازم است. علاوه بر این برای تنظیمِ پروتئینِ تعمیر شناخته‌شده‌ی Rad52 به منظور تسهیلِ تعمیر مناسب عمل می‌کند در نتیجه از گسترش تکرار و شکستن کروموزوم جلوگیری می‌کند.

فریودنریچ‌ بیان داشت: «مجموعه منافذ هسته‌ای در پیشگیری از شکستن کروموزوم مانند جلوگیری از بی‌ثباتی در تکرار CAG نقش دارند. بنابراین در تعمیر DNA مؤثر هستند.»

درباره نویسنده

زهرا رضی یی

زهرا رضی یی

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


کشف راهی برای حذف مقاومت در برابر آنتی بیوتیک در باکتری ها

کشف راهی برای حذف مقاومت در برابر آنتی بیوتیک در باکتری ها

در حال حاضر، باکتریِ مقاوم در برابر آنتی بیوتیک (MRSA) در طول سال باعث مرگ هفتصد هزار نفر می شود. دانشمندان نگران این موضوع هستند که این آمار در سال 2050 به رقم هولناک ده میلیون نفر در سال برسد. در این بین دانشجویی 25 ساله از دانشگاه ملبورن بنام خانم «شو لام» باور دارد که راه حل را یافته است. او توانست راهی را کشف کند که مقاومت در برابر آنتی بیوتیک ها در باکتری ها را از بین ببرد و اینکار را بدون استفاده از آنتی بیوتیک ها انجام داده است. وی با موفقیت کامل یک مشکل بزرگ در تست های آزمایشگاهی را با استفاده از یک «پلیمرِ ستاره ای شکل» که باعث شکاف در سلولها می شود، برطرف کرده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
گرافن سه بعدی با کاربردهای زیستی

گرافن سه بعدی با کاربردهای زیستی

تصور کنید که ایمپلنتهای استخوانی آینده از ذرات ریزی از گرافن که با هم جوش خورده اند و به ماده ای جامد تبدیل شده اند، ساخته شوند! این مهم بر اساس مطالعه ای که توسط دانشمندان دانشگاه رایس انجام گرفته امکانپذیر است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
خطر رژیمهای غذایی ناسالم در طول بارداری بر جنین

خطر رژیمهای غذایی ناسالم در طول بارداری بر جنین

تحقیق جدیدی که مسئولیت آنرا دانشمندان کینگ کالج لندن و دانشگاه بریستول برعهده داشتند مشخص کرد که رژیمهای پرچرب و پرقند در طول بارداری با بروز علائم اختلال کم توجهی (ADHD) در کودکان مرتبط است. این مطالعه در ژورنال Child Psychology and Psychiatry منتشر گردیده و اولین مطالعه در نوع خود است که بیان می کند مشکلات رفتاری کودک و همچنین اختلال کم توجهی و بیش فعالی بخاطر تاثیر مستقیم رژیم غذایی ناسالم مادر مخصوصاً در زمان بارداری است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
ساخت رگهای خونی جدید با یک ژل تزریقی

ساخت رگهای خونی جدید با یک ژل تزریقی

محققان موفق شدند طی یک درمانِ آزمایشی در موشهای مبتلا به دیابت، رگهای جدیدی را تولید کنند. این درمان در نهایت می تواند به افرادی که به بیماریهای عروقی مبتلا هستند، امیدهای تازه ای بدهد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
صبحانه، نهار وشام در یک بطری!

صبحانه، نهار وشام در یک بطری!

سویلنت 2 هم صبحانه است، هم نهار و هم شام، آنهم بصورت یک نوشیدنی. «سویلنت کافی اِست» برای تامین کافئین و داشتن طعم شکلات، در خودش کمی قهوه دارد. 20 درصد از آنرا ماکروناترینت تشکیل شده تا مواد مغذی روزانه شما را تامین کند. همچنین با اضافه کردن روغنهای موجود در برگه هلو، عصاره های سویا و آمینو اسیدهای موجود در چای سبز در نهایت معجونی برای صبحانه شما آماده می کند که با انرژی فوق العاده صبح خود را آغاز کنید.

مطالعه متن کامل
بزرگترین تصویر نجومی از کهکشان راه شیری با 46 میلیارد پیکسل

بزرگترین تصویر نجومی از کهکشان راه شیری با 46 میلیارد پیکسل

تیمی از دانشمندان از دانشگاه روهر بوخوم بزرگترین تصویر نجومی تمام دوران را از کهکشان راه شیری تالیف کرده اند. این تصویر جالب متشکل از 46 میلیارد پیکسل است، و به اندازه ای بزرگ است که محققان ابزار آنلاین ویژه ای را برای تالیف صحنه های کیهانی در اختیار علاقمندان نهاده اند.

مطالعه متن کامل
چرخه‌ی طبیعیِ بدن خود را با استفاده از نانا پیدا کنید.

چرخه‌ی طبیعیِ بدن خود را با استفاده از نانا پیدا کنید.

نانا می‌تواند درست از زیرِ تشک به درک و ارتقاء خواب شما با استفاده از الگوریتم‌های پیشرفته‌ی خواب کمک کند. نانا را می توان یک مشاوره‌ خوابِ شخصی قلمداد کرد. این دستگاه حتی می‌تواند محیطِ اطرافِ شما در زمان خواب مدیریت کند. با لرزشِ حسگر در زیر تشک، دستگاه می‌تواند هر تختی را تبدیل به تختِ هوشمند کند. این دستگاه به wifi متصل می‌شود تا وارد برنامه شود. این برنامه می‌تواند بی‌درنگ خواب شما را تحلیل کند و با استفاده از دانشِ متخصصینِ مشهورِ خواب در سراسر جهان به ادراک خواب شما بپردازد.

مطالعه متن کامل
اولین تصاویر از مدار مغزی دلفین‌ها، چگونگی عملکرد حس شنوایی در آنها را روشن کرد.

اولین تصاویر از مدار مغزی دلفین‌ها، چگونگی عملکرد حس شنوایی در آنها را روشن کرد.

متخصصان علوم اعصاب برای اولین بار توانستند سیستم شنوایی و حرکتی در مغز دلفین‌ها را شناسایی کنند.

مطالعه متن کامل
ویدئو: ماهواره جاسوسی از کار افتاده روسی به زمین بازخواهد گشت

ویدئو: ماهواره جاسوسی از کار افتاده روسی به زمین بازخواهد گشت

ویدئویی که در ادام می آید مربوط به ماهواره ای است که روسیه به تازگی سوار بر سایوز به فضا پرتاب کرد و قرار بود در مدار قطب قرار بگیرد اما به دلیل ازکارافتادگی و شکست در مراحل جداسازیِ این پرنده ناکام، به زمین بازخواهد گشت

مطالعه متن کامل
کشف یک باکتری پلاستیک خور!

کشف یک باکتری پلاستیک خور!

محققان ژاپنی بتازگی یک میکروارگانیزمی را کشف کردند که به پلاستیک ها رحم نمی کند. اثبات شده است که این باکتریوم با نام Ideonella sakaiensis، بطور کامل پلی اتیلن ترفتالات (PET) را در هم می شکند. PET، نوع معمول و رایجی از پلاستیک است که در ساخت بطریهای نوشیدنی و برخی از نگهدارنده های مواد غذایی بشدت استفاده می شود. این نوع از پلاستیک ها سهم بسیار بالایی از ضایعات مواد پلاستیکی در سراسر جهان را بخود اختصاص می دهند و رد پای آنها را می توان در وسط اقیانوسها هم پیدا کرد و حالا دانشمندان در حال تحقیق بر روی این موضوع هستند که آیا می توان از این قاتل کوچک برای بازیافت پلاستیک و کاهش آلودگی های زیست محیطی استفاده کرد یا خیر؟

مطالعه متن کامل