Предельное растяжение ДНК

Группа исследователей из Университета Дьюка разработала метод измерения изменения механических свойств ДНК в результате ультрафиолетового излучения.

Давно известно, что УФ излучение может повреждать ДНК, снижая его способность участвовать в процессах репликации, а также взаимодействовать с ферментами. Однако, исследователи практически не обладают информацией о том, как меняется эластичность жгутов ДНУ при облучении УФ светом.

Петр Маржалек (Piotr Marszalek) и его коллеги с помощью мономолекулярной силовой спектроскопии (single-molecule force spectroscopy) провели измерения свойств вирусной ДНК. Эти измерения показывают, что при ультрафиолетовом облучении молекула ДНК расплетается.

Для изучения механооптических свойств ДНК исследователи «подхватывали» индивидуальную молекулу ДНК с помощью датчика сканирующего микроскопа, растягивали ее и, попутно, замеряли силу растяжения. Измерения силы цикла «растяжение-сжатие» позволили предпринять точное определение изменения эластических свойств жгутов ДНК. При ультрафиолетовом облучении силовой профиль вирусной молекулы ДНК существенно меняются, причем степень изменения зависит от дозы облучения.

Ультрафиолетовое облучение индуцирует перекрестную сшивку азотистых оснований в составе одной цепочке ДНК, а также вызывает образование повреждений вследствие связывания противолежащих спиралей ДНК. Незначительные структурные изменения, вызываемые такой сшивкой, могут оказать весьма серьезное влияние на распознавание молекулой ДНК специфических биомолекул, а это, в свою очередь, понижает способности ДНК участвовать в процессах репликации и транскрипции.

Для того чтобы выяснить, на какие из азотистых оснований ультрафиолетовое облучение оказывает наибольшее влияние, Маршалек и его коллеги исследовали также и образцы синтетических ДНК.

Маршалек отмечает, что работа представляет собой первый пример исследований, целью которых является установление прямого соответствия между наномеханикими свойствами ДНК и степенью повреждения. Маршалек уверен, что его исследования прокладывают путь для использования измерений силового контура «растяжение-сжатие» в ДНК-диагностике.

www.chemport.ru