Umeåforskare i Nature Chemical Biology: Felaktiga byggstenar minskar DNA:s kemiska stabilitet
Det är vanligt att fel typ av byggstenar hamnar i DNA, vilket kan minska dess kemiska stabilitet och öka risken för förändringar, mutationer, i DNA-koden. Det visar nu Umeåforskare i samarbete med en amerikansk forskargrupp i tidskriften Nature Chemical Biology.
I alla celler finns de två likartade molekylerna DNA och RNA. I DNA, ”arvsmassan”, lagras den genetiska informationen medan RNA är ett slags arbetskopia som används vid byggandet av proteiner. Båda molekylerna är långa kedjor av snarlika byggstenar, dNTP i DNA och NTP i RNA. DNA är kemiskt mycket stabil just för att det är uppbyggt av dNTP, som är mindre benägna till kemiska reaktioner än NTP. Kemisk stabilitet hos DNA är en viktig egenskap för säker förvaring av genetisk information.
Trots likheten har det förutsatts att de enzymer, DNA-polymeraser, som bygger upp nytt DNA ska kunna se skillnad på DNA- och RNA-byggstenarna. Forskarna har nu upptäckt att även de mest noggranna DNA-polymeraserna förvånansvärt ofta bygger in fel typ av byggstenar när de tillverkar ny arvsmassa. En av anledningarna till detta är att koncentrationen av RNA-byggstenar är mer än 10 gånger högre än av DNA-byggstenar.
I tidskriften Nature Chemical Biology beskriver forskarna mätningar i olika stammar av bagerijäst som stoppar in mer eller mindre RNA-byggstenar i sitt DNA jämfört med en normal jäststam. DNA:t i jäststammen med många RNA-byggstenar är kemiskt mindre stabil än DNA:t med få RNA byggstenar. De felaktigt infogade RNA-byggstenarna kan tas bort och ersättas av de korrekta DNA-byggstenarna. Forskarna beskriver en mekanism som kan ligga bakom en sådan reparationsprocess. RNA-byggstenar i DNA ger upphov till olika problem. Förutom att DNA-molekylen blir mindre stabil visar forskarna även att felaktiga byggstenar ger mutationer nästa gång arvsmassan ska kopieras.
Två av grupperna bakom studien finns vid Inst. för medicinsk kemi och biofysik, Umeå universitet, där de leds av docent Andrei Chabes och professor Erik Johansson. Den amerikanska gruppen leds av professor Thomas A. Kunkel som är verksam vid National Institute of Environmental Health Sciences, North Carolina, och sedan 2007 hedersdoktor vid Medicinska fakulteten, Umeå universitet.
Referens
Genome instability due to ribonucleotide incorporation into DNA. Nick McElhinny, S.A., Kumar, D., Clark, A.B., Watt, D.L., Watts, B.E., Lundström, E.B., Johansson, E., Chabes, A., and Kunkel, T.A. Nature Chemical Biology; Publicerad online 22 augusti 2010:
http://dx.doi.org/10.1038/nchembio.424
Kontaktinformation
För mer information, kontakta gärna:
Docent Andrei Chabes,
tel. 090-786 59 37
e-post andrei.chabes@medchem.umu.se
Professor Erik Johansson
tel. 090-786 66 38
e-post: erik.johansson@medchem.umu.se
