Diffusion är den slumpmässiga rörelsen av molekyler på grund av termisk energi. Underlättad diffusion är den process genom vilken molekyler transporteras över ett membran eller annan barriär av ett bärarprotein. När det gäller proteiner som söker efter DNA-sekvenser kallas bärarproteinerna för DNA-bindande proteiner.
Den nya modellen visar att kombinationen av diffusion och underlättad diffusion tillåter proteiner att söka efter sina mål-DNA-sekvenser mycket snabbare och mer effektivt än vad som skulle vara möjligt med enbart diffusion. Detta beror på att underlättad diffusion tillåter proteiner att kringgå de energibarriärer som hindrar diffusion.
Den nya modellen ger också insikter i de mekanismer genom vilka proteiner kan skilja mellan olika DNA-sekvenser. Detta är viktigt eftersom proteiner behöver kunna hitta sina mål-DNA-sekvenser i ett hav av andra DNA-sekvenser. Modellen visar att proteiner kan använda en mängd olika mekanismer för att skilja mellan olika DNA-sekvenser, inklusive:
* Basparning: Proteiner kan binda till specifika DNA-sekvenser genom basparning, vilket är parningen av komplementära kvävebaser.
* DNA-metylering: Proteiner kan binda till DNA-sekvenser som är metylerade, vilket är tillägget av en metylgrupp till en DNA-bas.
* DNA-krökning: Proteiner kan binda till DNA-sekvenser som har en specifik krökning eller form.
Den nya modellen är ett betydande framsteg i vår förståelse av hur proteiner hittar sina mål-DNA-sekvenser. Denna modell kommer att hjälpa forskare att förstå hur proteiner reglerar genuttryck och hur mutationer i DNA-bindande proteiner kan leda till sjukdom.
Utöver insikterna i protein-DNA-interaktioner har den nya modellen även implikationer för utformningen av nya läkemedel och terapier. Modellen skulle till exempel kunna användas för att designa läkemedel som riktar sig mot specifika DNA-sekvenser eller för att utveckla nya metoder för genterapi.
