26/11/2012 - Das System, das die Integrität des Genoms vor nachteiligen Umweltveränderungen schützt, identifizieren

Menéame

Eine Arbeit veröffentlicht in Natur, die von Forschern des Universität Pompeu Fabra Barcelona und das Zentrum CABIMER In Sevilla hat er gezeigt, dass die genaue Koordinierung zwischen dem Prozess der Verdoppelung des Genoms und der Proteinproduktion entscheidend für die Erhaltung der Genomintegrität in Situationen von Umweltveränderungen ist.

Diese Entdeckung hat es ermöglicht, zum ersten Mal eine Kontrollsystem Es regelt die Verdoppelung der Zellen bei diesen Veränderungen und verhindert mögliche Schäden am Genom.

Eines der grundlegenden Aspekte der Zellen ist, die Integrität ihrer DNA zu erhalten. Der Schutz der im Genom enthaltenen Informationen ist von wesentlicher Bedeutung, um eine genetische Instabilität zu vermeiden, die in mehrzelligen Organismen zu Krankheiten führen kann.

Im Genom sind alle Informationen.

Die im Genom enthaltenen Informationen dienen der Produktion von Proteinen, die für die routinemäßige Funktion der Zellen verantwortlich sind. Bei plötzlichen Umweltveränderungen erkennt die Zelle eine Gefahr und erhöht die Produktion von "Verteidigungsproteinen," um ihr Überleben zu gewährleisten.

Die Erzeugung von Verteidigungsproteinen wird gleichzeitig mit anderen wesentlichen Funktionen wie dem Zellteilungszyklus gegeben. Damit sich eine Zelle teilt und eine Tochterzelle hervorbringt, muss sie zuerst ihr genetisches Material verdoppeln. Die Verdoppelung des Genoms wird von einer Replikationsanlage durchgeführt, die eine genaue Kopie der DNA der Zelle vornehmen soll.

Der Schutz des Genomduplikats ist von wesentlicher Bedeutung, da die DNA während dieser Zeit besonders anfällig für Veränderungen ist, die die Zellfunktionen beeinträchtigen und von der Tochterzelle ererbt werden können.

Eine erhöhte Nachfrage nach Proteinen, wenn sich die Umweltbedingungen verändern und gleichzeitig das Genom verdoppelt wird, ist für die Zellen eine sehr schwierige Situation. Unter diesen Umständen werden DNA-Kopiermaschinen und Proteinproduktionsmaschinen durch dasselbe Genom transportiert, was eine wahrscheinliche Kollision zwischen ihnen darstellt.

Eine Analogie, um diesen Prozess zu illustrieren, wäre die von zwei Zugmaschinen, die auf einer Straße fahren, die sie finden und kollidieren. Wenn dies über die DNA geschieht, wird die DNA schwer verletzt und verändert sich.

Ein Molekül koordiniert beide Prozesse

In dieser Arbeit wird der Mechanismus vorgeschlagen, durch den Zellen diese Kollision verhindern können. Ein einzelnes Signalmolekül (Hog1) die beiden Prozesse koordinieren und den Prozess der DNA-Doppelung bis zur Produktion der erforderlichen Proteine stoppen und schützen kann. Sobald die unmittelbare Nachfrage der Zelle gegeben ist, kann die Verdoppelung ohne Kollisionsgefahr fortgesetzt werden.

Die Bedeutung dieses Funds, der in einzelligen Organismen (Lebstöcke) beobachtet wird, eröffnet einen neuen Weg, um in naher Zukunft zu verstehen, wie Zellen unseres Organismus, die die Proteinproduktion und die Verdoppelung des Genoms nicht richtig koordinieren, Veränderungen in ihrem Genom erfahren, was zu einem unkontrollierten Proliferationsprozess führt.

Der in dieser Studie identifizierte Kontrollweg ist besonders wichtig für jene Zellen, die anfälliger für Umweltveränderungen sind, wo die Nachfrage nach spezialisierten Proteinen am höchsten ist.

Ein Beispiel wäre Hautzellen, die ständig Sonnenstrahlung, Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit usw. ausgesetzt sind. Diese Zellen benötigen eine zusätzliche Bremse oder Kontrolle, um das Auftreten von genomischer Instabilität zu vermeiden, die in mehrzelligen Organismen wie dem Menschen der wichtigste Motor für die bösartige Transformation und das Auftreten von Krebs ist.

Die jüngste Identifizierung dieses Kontrollwegs eröffnet einen neuen Weg, der bisher noch nicht erforscht wurde, um die Diagnose und Prognose möglicher Tumore, die in jedem Zellgewebe entstehen, das Veränderungen der Umweltfaktoren ausgesetzt ist, zu verbessern.

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Bibliographische Referenz:

Alba Duch, Irene Felipe-Abrio, Sonia Barroso, Gilad Yaakov, María García-Rubio, Andrés Aguilera, Eulália de Nadal & Francesc Posas. “Coordinated control of replication and transcription by a SAPK protects genomic integrity”. Nature. doi:10.1038/nature11675

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