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Cientistas decifram a atividade rápida de enzima de reparo de DNA
A manutenção da integridade do genoma é essencial para a função e sobrevivência de todos os organismos. No entanto, essa integridade é ameaçada por um amplo espectro de fatores endógenos e ambientais que criam milhares de eventos diários de danos ao DNA em todas as células. O mais grave desses eventos é a quebra de fita dupla (DSB), que pode causar mutações deletérias e morte celular. Em resposta a esse tipo de evento, as células desenvolveram mecanismos de reparo sofisticados. Em bactérias, o reparo da DSB é iniciado pela RecBCD, uma enzima que usa a energia fornecida pelas moléculas de ATP para ‘desenrolar’ a estrutura de dupla hélice do DNA na região do dano, em preparação para as etapas subsequentes necessárias para o reparo completo do DNA.
A RecBCD desenrola o DNA a uma taxa excepcionalmente rápida de ~ 1.600 passos por segundo, o que requer milhares de moléculas de ATP a cada segundo. Mas não se sabe exatamente como a RecBCD atinge essa taxa rápida – e, em particular, como as moléculas de ATP são capazes de atingir seus locais catalíticos específicos na RecBCD em uma taxa tão rápida.
Recentemente, um artigo publicado na revista científica Nature Communications pelos grupos dos professores Dr. Arnon Henn e Dr. Ariel Kaplan, ambos professores da Faculdade de Biologia do Instituto de Tecnologia de Israel (Technion), lançou luz sobre o excepcional mecanismo de catálise da RecBCD. Usando uma ampla gama de ferramentas biofísicas combinadas com experimentos com células vivas, o Dr. Rani Zananiri, o Dr. Mangapuram Sivasubramanyan e a Dra. Vera Gaydar descobriram a existência de sítios de ligação de ATP adicionais na RecBCD, aos quais o ATP se liga e dos quais é transferido para os sítios catalíticos canônicos. Esses novos sítios criam efetivamente um ‘funil’ para o ATP, que serve para aumentar o fluxo de ATP para os sítios catalíticos, apesar dos baixos níveis de ATP presentes nas células durante o dano ao DNA.
O reparo de danos no DNA desempenha um papel central na fisiologia das células e exibe profundas semelhanças ao longo da evolução. Assim, o mecanismo recém-descoberto pode ter implicações não apenas para a catálise enzimática per se, mas também para o reparo do DNA em nossas próprias células e sua interrupção em vários estados fisiopatológicos.
Acesse o artigo científico completo (em inglês).
Acesse a notícia completa na página do Instituto de Tecnologia de Israel (em inglês).
Fonte: Technion.
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