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Die DNA-Mismatch-Reparatur arbeitet in einem definierten Zeitfenster

Nessun commento 30. Dezember 2011 Keine Kommentare

In Eukaryoten, scheint sich die große Gruppe von Organismen, die Menschen sind, als wesentlich für die Überlebensfähigkeit bestimmter Proteine ​​zu genetischen Fehlern, die bei DNA kurz vor der Zellteilung repliziert wird auftreten zu reparieren, und tun Sie es schnell und genau.

In einem Artikel vor kurzem in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurde, haben Forscher der Ludwig Institute for Cancer Research und der San Diego School of Medicine parzalmente das Geheimnis, wie diese Proteine ​​erfüllen ihre Pflicht gegenüber der falschen Paarung von stickstoffhaltigen Basen (Mismatches) gelöst, dass kann Erfolg mit der Replikation in einem Prozess als DNA-Mismatch-Reparatur (sog. MMR ).

Eine der wichtigsten Fragen zu beantworten ist, wie die MMR-Proteinen unterscheiden kann, welche der beiden Basen einer Diskrepanz ist die "richtige" und was "falsch".

sagt Christopher D. Putnam, ein Mitglied des Teams, das die Forschung durchgeführt.

Zum Beispiel, wenn ein Guanin (G) ist nach der Replikation (fälschlicherweise) mit Thymin (T), wo der Fehler ist gepaart? In G oder T? Wenn der Reparaturmechanismus entfernt die Basis ursprünglich in der DNA-Vorlage, anstelle des eingebauten falsch, es wird in eine Mutation, eine Reparatur zur Folge haben!

MSH2-MSH6 Heterodimere zu Eukaryoten homolog zu dem bakteriellen Protein Muts, erkennen das Missverhältnis auf dem Genom und initiieren deren Reparatur

Mit dem Modellorganismus Saccharomyces cerevisiae oder Bäckerhefe, führten die Wissenschaftler um Richard D. Kolodner festgestellt, dass die neu synthetisierten DNA-Strang eine temporäre Signal für 10-15 Minuten nach der Replikation, die es Marken als neue und möglicherweise "falsch" in den Augen der Mechanismus der MMR führt.

Die genaue Art dieses Signals ist noch nicht identifiziert worden, und die wichtigsten Annahmen sind das Vorhandensein von Kerben (single-stranded Schnitte) auf den neu synthetisierten Strang, oder über die gleiche Verbindung von spezifischen Proteinen mit Replikation assoziiert.

Diese Entdeckung, die in der Vergangenheit mit der kombinierten veröffentlicht erste Werk, das der Wirkmechanismus von MMR in vivo zeigt , fügt ein weiteres Stück von Wissen im Umgang mit Fehlern in eukaryotischen DNA-Replikation, Mechanismen zu kämpfen oder zu schließen beseitigen " Entstehung von Krebs.

Als Eukaryoten marchino DNA-Stränge neu synthetisiert, ist ein Rätsel, dass dauerte 30 Jahre - Putnam sagt - aber diese Arbeit macht sehr klare Vorstellungen darüber, wie der Mechanismus der Mismatch-Reparatur-Funktionen.

Quelle: Wissenschaft
Bewertung MMR in Eukaryoten - JBC.org
Kategorien: Biologie

Die Replikation der Bakterien magnetotattici: split Ärmel

Nessun commento 21. Dezember 2011 Keine Kommentare

Die magnetotattici Bakterien sind eine besondere Klasse von Mikroorganismen zum ersten Mal von Richard Blakemore beschrieben in den 70er Jahren, mit der Besonderheit der Orientierung entlang der Linien des Erdmagnetfeldes.

Diese Reaktion Eigenschaften können den Magnetismus marine Bakterien, die unter den Bedingungen der niedrigen Sauerstoffgehalt im Wasser und Sediment leben, um zu navigieren und "Orient" in einem Umfeld zu helfen, wo der Gehalt an essentiellen Nährstoffen wie Sulfide und ossideno drastisch ändern mit der Tiefe, wie von Dirk Schüler, Mikrobiologe an der Ludwig-Maximilians University of Monaco angegeben.

Die Ärmel dieser Bakterien sind kleine Organellen genannt magnetosomi, die Kristalle aus Magnetit (Fe 3 O 4) enthalten, Greig (Fe 3 S 4) und andere magnetische Mineralien: das Magnetfeld durch einen einzigen magnetosoma produziert ist nicht stark genug der Mikrobe bis zum terrestrischen Bereich direkter, so dass diese Organellen zusammen in einer Kette zusammengeschlossen, um einen stärkeren Magneten bilden.

Das Problem übernimmt, wenn die Zellen replizieren: Normalerweise werden die Bakterien durch eine anfängliche Längenwachstum unterteilt, und dann synthetisieren neue Zellwand in die Innenseite des zentralen Bereichs, die so genannte Sulcus Division, die erhöht sinkt immer tiefer in das Zytoplasma , Schließen einer Schleife, bis die Ränder der Wand und nicht neu synthetisierte Verbindung zwei neue Bakterien zu lösen. Die Kraft, mit der Folge der Teilung erzeugt wird, allein nicht ausreichend, Schüler sagt, zu "trennen" magnetosomi Ketten, die wie Magnete anziehen.

So magnetotattici Bakterien haben ein doppeltes Problem bei der Replikation: in der Lage, die interne magnetische Kräfte, die nicht auf die beiden zukünftigen Tochterzellen getrennt neigen zu überwinden und gleichzeitig in der Lage sein gleichmäßig zu verteilen Organellen der magnetischen Empfindlichkeit des selektiven Vorteil Transfer Magnetic zwei neue Zellen.

Der Winkel, um den nächsten zwei Tochterzellen genommen schwächt die internen magnetischen Widerstand. In rot sind die Ketten magnetosomi.

Mit Licht-und Elektronenmikroskopie-Techniken, hat das Team Schüler in Echtzeit die Teilung in zwei Tochterzellen des Bakteriums Magnetospirillum gryphiswaldense, ein Paradigma der Klasse von Bakterien magnetotattici gefolgt. Zunächst wird die Division Verfahren hat den klassischen Zeitplan der Spaltung bakteriellen Genoms nach der Replikation folgten, begann die Zelle sich zu strecken und dann zu verjüngen sich allmählich in der zentralen Zone.

An dieser Stelle die Nachricht: Die Tatsache, magnetosomi beginnen, in die Mitte wandern und sich an die Teilungsfurche durch die Interaktion mit Aktin-ähnliche Proteine, davon ausgehen, so die beiden zukünftigen Tochterzellen einem Winkel relativ zu einer die andere etwa 50 Grad, und trennen sich dann schnell. Die scheinbare "fold" geht davon aus, dass die Zellteilung zu sein aufgrund der Tatsache, dass die Teilung Furche erhöht (in Richtung der Innenseite der Zelle) in einer asymmetrischen, die in ein Ungleichgewicht der Kräfte führt auf beiden Seiten, was erscheint die beiden "semi-Zylinder", dass die Tochterzellen mit einander zu mager sind.

Warum all diese Arbeit auf die beiden Tochterzellen zu trennen? Ganz einfach, weil was eine Abweichung von dieser Art können zu einer Schwächung des magnetischen Kräfte zwischen magnetosomi below the fold Division gesammelt und dann gleichmäßig aufteilen zwischen den beiden neuen Zellen, Organellen kostbar.

Die benötigte Energie, um die Ketten magnetosomi lösen, was eine Biegung dieser Art liegt in der Größenordnung von 10 Pikonewton, das entspricht der Kraft während der normalen bakteriellen binäre Spaltung erzeugt wird,

Schüler sagt. So M. gryphiswaldense tut, ist die normale Energie für die Spaltung benötigt, einfach durch die Optimierung der "Geometrie" der Division in der Lage sein, ihre internen magnetischen Widerstand zu schlagen.

Quelle: Molecular Microbiology
Kategorien: Biologie

Das Geheimnis der Maulwurf nicht fühlen den Schmerz

Nessun commento 19. Dezember 2011 Keine Kommentare

Der Nacktmull, ein gebürtiger Ost-Afrika, zusätzlich zu einzigartigen wissenschaftlichen Namen ( Heterocephalus glaber ), gibt es keinen Mangel an extravaganten biologischen Eigenschaften: Wohnzimmer unter den Bedingungen der Halbdunkel U-Bahn, ist haarlos, hat eine Lebenserwartung von mehr als zwanzig "Jahr, mehr als einzigartige selten bei Nagern, und Sie nicht so gut wie nie krank von Krebs .

Vor kurzem wurde noch eine weitere seiner charakteristischen, dh Unempfindlichkeit gegenüber Schmerzen, die durch Säure verursacht vorgestellt: diese Art der Anpassung ermöglicht Maulwürfe in den unterirdischen Tunneln, die ihre Kolonien bilden gedeihen, trotz der Anwesenheit von hohen Säuregehalt durch ' Anreicherung von Kohlendioxid emittiert, um den Tod der Tiere.

Ein besseres Verständnis davon, wie die Wege des Schmerzes ist ein wichtiger Schritt in der Entwicklung von neuen Wegen, um Schmerzen zu behandeln

Ewan Smith sagt St. John, der Leiter der neuen Studie, Neurowissenschaftler an der Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in Berlin.

Im ersten Stock der neugierig (wie hässlich) Nacktmull

Smith und seine Kollegen hatten zuvor entdeckt, dass die Injektion von kleinen Mengen an Wasserstoff in der Pfote eines Maulwurfs-Ratte ist nicht hatten keine Reaktion des Tieres. Im Gegensatz dazu Mäuse, die die gleiche Behandlung sofort porträtiert seine Pfote und fing an zu lecken, gerade genug, um eine Vorstellung von der bestimmten Art von Schmerzen zu bekommen, denken, was ein Mensch fühlen kann, wenn Sie etwas Zitronensaft auf die Wunde gießen.

Und 'bekannt, dass die Säure durch Nozizeptoren, eine bestimmte Klasse von Rezeptoren auf nozizeptiven Neuronen, nämlich die Sensoren Abgeordneten auf äußere Reize potenziell schädlich für den Körper zu sammeln und zu das zentrale Nervensystem übertragen, um die Reaktion von Schmerz initiieren wahrgenommen wird. Diese Rezeptoren sind Ionenkanäle, die "fühlen" die Anwesenheit von Säuren durch eine Reaktion auf hohe Konzentrationen von Protonen (die aus sauren Bedingungen abgeleitet) durch die Erschließung und Förderung des Neurons. Smith wurde erwartet daher, dass die Analyse der Neuronen des Maulwurfs nicht finden würden die Rezeptoren für die Säure würde oder eine nicht-funktionale gefunden haben, zeigte aber, dass der Nacktmull Nozizeptoren den gleichen Mäusen hat, und mit der gleichen Funktionalität.

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Kategorien: Biologie , Neurowissenschaften

Bakterien besitzen eine erworbene Immunsystem

1 commento 24. Oktober 2010 einen Kommentar
Dies ist wahrscheinlich eine der wichtigsten Entdeckungen der letzten 10 Jahre in der Molekularbiologie.

Eine neue Studie von der Rice University hat in einem mathematischen Modell führte zu einem System der erworbenen Immunität in Bakterien, die Infektionen durch Bakteriophagen Kampf zu beschreiben.

Bakteriophagen sind Viren, die spezifisch Angriff der Bakterien ist ihre Wirkungsweise auf der Injektion von ihr Genom in den Host-basiert, um sich mit seiner molekularen Maschinen zu reproduzieren. Es scheint, dass die Bakterien haben jedoch ein System, um sich von einigen dieser potenziellen Bedrohungen immunisieren entwickelt.

Hypothetische Wirkungsweise von CRISPR

Die Forschung auf dem Gebiet konzentriert CRISPR ("Cluster regelmäßig interspaced kurzen Palindrom repeats") von bakterieller DNA. Es besteht aus zwei Arten von Sequenzen: der erste, der seinen Namen verleiht der Region und hatte zunächst die wissenschaftliche Interesse auf sich gezogen, enthält kurze Wiederholungen, während die zweite, zunächst als DNA spacer zwischen den Wiederholungen identifiziert, enthält spezifische genetische Sequenzen Phagen.

Wenn eine Sequenz eines Phagen in der CRISPR Region befindet, ist das Bakterium immun gegen die Infektion der Phagen, wie sie in der Lage zu erkennen und abbauen des viralen Genoms, ähnlich wie der Prozess der RNA-Interferenz (wird RNAi ) von eukaryotischen Organismen .

"Aus rein wissenschaftlicher Sicht, diese Forschung sagt uns, was er gar nicht hätte nur ein paar Jahren vorstellen können, aber es gibt auch ein praktisches Interesse an dieser Arbeit", sagte Michael Deem, Professor für Biochemie, Genetik, Physik und Astronomie an der Rice University.

Im Wesentlichen arbeitet die CRISPR durch die Speicherung einer Reihe von Fragmenten der Genome dieser Viren, die Bakterien befallen, die durch geeignete Lagerung Protein-Komplexe, die, sobald sie in Kontakt mit exogenen genetischen Materials eingegeben Akt auftritt. So entpuppt sich als vererbbar, wenn das Bakterium teilt, aber auch so programmiert werden während der Lebensdauer des Organismus. Die CRISPR kann 30 bis 50 verschiedene Stücke, die den Widerstand einzubeziehen, um viele Arten von Phagen enthalten.

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Kategorien: Biologie

Epigenetik: entdeckt entscheidender Schritt für die embryonale Entwicklung

1 commento 23. April 2010 einen Kommentar
A University of Texas Studie klärt einige grundlegende Schritte der embryonalen Entwicklung und enthüllt ein Paar von Genen, die auf einem komplexen Gen-Silencing wirkt.

Die Studie führte zur Schaffung von Knockout-Mäusen nach Genen SUMO und SENP2. Diese Maus-Embryonen überleben nicht länger als zehn Tage, um Herzfehler, die durch unsachgemäße Entwicklung des Herzens verursacht, was zu dünnen Wänden und engen Räumen.

Kristallographische Struktur des menschlichen SENP2 komplexiert RanGAP1-Sumo-2

"Unsere Ergebnisse liefern ein neues Fenster, durch das die epigenetische Kontrolle anzeigen und wie Epigenetik und Entwicklung sind unerwartet zusammen durch das System SUMO/SENP2 gebunden", sagte der leitende Autor Edward TH Yeh, MD, Professor und Vorsitzender der MD Anderson von der Abteilung für Kardiologie.

Um besser zu verstehen, was ist die Epigenetik, müssen Sie Schritt ein wenig zurück. Der menschliche Körper besteht aus ca. 200 verschiedenen Histologien bekannt komponiert, enthält jede dieser Zellen mit spezifischen Funktionen und damit eine andere Proteom-Mustern. Trotzdem enthält jede Zelle eines Organismus die gleiche genetische Information, dh sie enthält alle notwendigen Informationen für die Entwicklung der einzelnen jenen 200 histotypes, während Ausdruck nur einer von ihnen.

Der Satz von Regulationsmechanismen in diesem differentielle Expression von Genen, die nicht die Veränderungen in DNA-Sequenzen beteiligt, heißt Epigenetik. Die Modifikationen der Histone (Proteine, zu binden und zu "verpacken" der DNA, was zu den Komplex als Chromatin bezeichnet) sind ein Beispiel für epigenetische Regulation, je nach Zustand des Chromatins, können bestimmte Bereiche der DNA exprimiert werden können oder nicht, aber was sind die Mechanismen, die den Zustand von Chromatin zu bestimmen?

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Kategorien: Biologie

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