Sammanfattning:
DNA-replikation är en grundläggande process som säkerställer korrekt överföring av genetisk information under celldelning. Avvecklingen av DNA-dubbelhelixen är väsentlig för replikering, och den åstadkoms av ett proteinkomplex som kallas helikas. Hur helikasen separerar de två strängarna i dubbelspiralen har varit föremål för omfattande forskning. Kryoelektronmikroskopi (cryo-EM) avbildning har dykt upp som en kraftfull teknik för att visualisera makromolekylära komplex i nära atomära detaljer, och det har gett nya insikter om mekanismen för helikasverkan.
I en nyligen publicerad studie publicerad i tidskriften Nature använde forskare cryo-EM för att avbilda helikasen från bakterien *Bacillus subtilis* i aktion. Bilderna avslöjade att helikasen bildar en ringformad struktur som omger DNA-dubbelhelixen. Helikaset använder två motoriska domäner för att gå längs DNA:t, och när det gör det, separerar det de två strängarna i dubbelhelixen. Motordomänerna är placerade i motsatta ändar av helikasringen och de rör sig i motsatta riktningar. Detta skapar en kraft som drar de två strängarna i dubbelspiralen isär.
Kryo-EM-bilderna visade också att helikaset assisteras av ett protein som kallas enkelsträngat DNA-bindande protein (SSB). SSB binder till de separerade DNA-strängarna och hjälper till att stabilisera dem. Detta förhindrar strängarna från att återglödga, vilket skulle störa replikeringen.
De nya fynden ger en detaljerad förståelse av hur helikasen separerar DNA-dubbelhelixen under replikering. Denna information kan leda till utvecklingen av nya läkemedel som riktar sig mot helikasen och hämmar DNA-replikation. Sådana läkemedel skulle kunna användas för att behandla cancer och andra sjukdomar som kännetecknas av snabb celldelning.
Nyckelresultat:
* Cryo-EM-avbildning avslöjar att helikasen från *Bacillus subtilis* bildar en ringformad struktur som omger DNA-dubbelhelixen.
* Helikasen använder två motoriska domäner för att gå längs DNA:t, och när det gör det separerar det de två strängarna i dubbelhelixen.
* Motordomänerna är placerade i motsatta ändar av helikasringen och de rör sig i motsatta riktningar. Detta skapar en kraft som drar de två strängarna i dubbelspiralen isär.
* Helikaset assisteras av ett protein som kallas enkelsträngat DNA-bindande protein (SSB). SSB binder till de separerade DNA-strängarna och hjälper till att stabilisera dem.
Betydelse:
De nya rönen ger en detaljerad förståelse av hur helikasen separerar DNA-dubbelhelixen under replikering. Denna information kan leda till utvecklingen av nya läkemedel som riktar sig mot helikasen och hämmar DNA-replikation. Sådana läkemedel skulle kunna användas för att behandla cancer och andra sjukdomar som kännetecknas av snabb celldelning.
