Model Baru Untuk Pencernaan DNA Untai Tunggal Oleh Kompleks Dna2-RPA

Kontak: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Email:audrey.hu@wecistanche.com

DNA untai tunggal (ssDNA) sering terjadi sebagai perantara dalam jalur metabolisme DNA. RPA protein pengikat DNA untai tunggal tidak hanya melindungi integritas DNA untai tunggal tetapi juga mengarahkan pensinyalan faktor hilir atau perbaikan zat antara DNA untai tunggal. Namun, tidak jelas bagaimana enzim/faktor ini bersaing dengan RPA untuk ssDNA.

Pada 18 Januari 2022, Qi Zhi dari Universitas Peking dan Hengyao Niu dari Universitas Indiana bersama-sama menerbitkan makalah penelitian berjudul "Menguraikan mekanisme pencernaan ssDNA prosestif oleh ansambel Dna2-RPA" di Nature Communications. Penelitian ini didasarkan pada ragi Saccharomyces cerevisiae. Dalam sistem model, penelitian ini menemukan bahwa nuklease kunci untuk replikasi dan perbaikan DNA, Dna2, berinteraksi dengan RPA baik dalam cis maupun trans.

Cis-activity menjadikan RPA sebagai unit proses pembelahan ssDNA yang dikatalisis Dna2, dan RPA memberikan ssDNA terikat ke Dna2. Di sisi lain, aktivitas trans-acting dimediasi oleh plak asam pada Dna2, yang memungkinkannya untuk bertindak dengan RPA suboptimal, atau untuk mengatasi struktur sekunder DNA. Mode transaktivasi tidak diperlukan untuk kelangsungan hidup sel tetapi diperlukan untuk perbaikan double-strand break (DSB) yang efisien. Kesimpulannya, penelitian ini mengusulkan model baru untuk pencernaan DNA untai tunggal oleh kompleks Dna2-RPA, yang selanjutnya menyempurnakan fungsi biologis RPA.

Manfaat cistanche: meningkatkan kekebalan tubuh

DNA untai tunggal (ssDNA) adalah perantara umum dalam replikasi dan perbaikan DNA. Selama replikasi DNA, ssDNA secara singkat diekspos sebagai templat untuk sintesis untai yang tertinggal dan mengandung DNA 5'-flap yang harus dihilangkan selama pematangan untai yang tertinggal. Pengangkatan lesi dalam perbaikan ketidakcocokan, perbaikan eksisi nukleotida, dan perbaikan eksisi dasar jarak jauh juga menghasilkan zat antara DNA untai tunggal yang memerlukan perbaikan pengisian celah. Selama rekombinasi homolog (HR), pembelahan nuklir dari double-strand breaks (DSB) menghasilkan 3'-ssDNA, memungkinkan pencarian homologi yang dikatalisis RAD51 dan pertukaran untai.

Pada eukariota, protein replikasi A (RPA) siap menempati ssDNA, melindunginya dari serangan nukleolitik, dan mengarahkan enzim yang terlibat dalam perbaikan kerusakan. SsDNA berlapis RPA juga menandai situs kerusakan DNA dan memicu replikasi DNA yang bergantung pada ATR/Mec1 dan pos pemeriksaan kerusakan DNA. Oleh karena itu, kegagalan untuk menghilangkan DNA untai tunggal berlapis RPA, seperti DNA 5'-flap yang terbentuk selama pematangan untai berikutnya, dapat mengakibatkan perpanjangan siklus sel dan kematian sel. Penghapusan zat antara ssDNA berlapis RPA dapat dilakukan dengan generasi dupleks yang dikatalisis DNA polimerase, atau dengan penggantian dengan faktor perbaikan hilir seperti rekombinase RAD51. Selain itu, endonuklease DNA2 yang dilestarikan secara evolusioner menyediakan metode unik untuk menghilangkan ssDNA berlapis RPA dari ujung 5' terbuka.

Selama sintesis untai berikutnya, Dna2 menghilangkan DNA 5'-flap panjang yang dilapisi RPA dan memungkinkan nuklease Fen1 untuk lebih menyelesaikan pematangan untai berikutnya. Fungsi Dna2 ini sangat penting untuk kelangsungan hidup ragi. Namun, kematian mutan Dna2 dapat diselamatkan dengan inaktivasi pos pemeriksaan replikasi DNA atau Pif1, helikase DNA 5' hingga 3' yang bertanggung jawab untuk pembentukan flap 5'-flap panjang selama DNA sintesis untai berikutnya. Selain replikasi DNA, Dna2 juga memainkan peran kunci dalam perbaikan DSB dengan mencerna DNA 5'-flap berlapis RPA yang dilepas oleh helikase SGS1 untuk membantu mengakhiri pemrosesan DSB. Pasangan SGS1-Dna2 mengkatalisasi eksisi jarak jauh DSB sebagai alternatif dari nuklease Exo1 di bawah aksi Mre11-Rad50-Xrs2 (MRX) dan Sae29.

Cistanche tubulosauntuk perbaikan DNA

Penelitian ini menggabungkan pendekatan biokimia, molekul tunggal dan genetik untuk memberikan bukti bahwa RPA tidak bertindak pasif, melainkan berfungsi sebagai unit aktif nuklease Dna2 menggunakan mekanisme gating. Dalam kerangka kerja ini, RPA memungkinkan pelepasan ssDNA terikat ke Dna2 dalam kompleks terner yang dibentuk oleh Dna2, RPA dan 5'-ssDNA.

Studi ini juga mengungkapkan elemen trans-acting yang didukung oleh antarmuka bimodal antara Dna2 dan RPA, yang memungkinkan Dna2 dalam ansambel Dna2-RPA-ssDNA untuk berinteraksi dengan molekul RPA lainnya, dan ketika RPA menjadi terbatas atau ditemui Ini mempertahankan aktivitas penuhnya hingga struktur sekunder DNA. Selain itu, penelitian ini melaporkan mutan disosiasi fungsional DNA2-dna2-AC, yang menonaktifkan elemen trans-acting dan sepenuhnya mendukung aktivitas seluler, tetapi menghasilkan cacat besar dalam perbaikan DSB, mungkin karena kegagalan untuk membongkar produk menengah rekombinasi kritis.

Kesimpulannya, penelitian ini mengusulkan model baru untuk pencernaan DNA untai tunggal oleh kompleks Dna2-RPA, yang selanjutnya menyempurnakan fungsi biologis RPA.

Informasi referensi: https://www.nature.com/articles/s41467-021-27940-y

Cistanche suplemen:meningkatkan imunitas

Catatan: Ramuan obat tradisional Cina cistanche (juga dikenal sebagai "ramuan naga" dan "ginseng gurun"), hanya tumbuh di gurun yang gersang dan hangat. Sebagai salah satu dari sembilan ramuan abadi, Cistanche (cistanche tubulosa/cistanche deserticola/desertliving cistanche/cistanche salsa) isi dengan bahan-bahan efektif yang kaya seperti echinacoside, acteoside, total phenylethanoid glycosides, flavonoid, polisakarida, dll. bahan-bahan yang efektif ini menjadikan cistanche ramuan bergizi yang berharga dan bahan makanan untuk kekebalan manusia, organ dalam, dan sel-sel otak dan neuron, dll. Studi farmakologis modern telah mengkonfirmasi efek berikut dari cistanche (manfaat cistanche): meningkatkan kekebalan tubuh; meningkatkan fungsi seksual dan fungsi ginjal; anti-kelelahan; anti-penuaan; meningkatkan daya ingat; penyakit anti-Parkinson; penyakit anti-Alzheimer; antioksidasi; kemudahan-sembelit; anti-inflamasi; meningkatkan pertumbuhan tulang, memutihkan kulit; melindungi hati; dll.

manfaat ekstrak cistanche: meningkatkan kekebalan tubuh