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Os humanos e o fermento de padeiro têm mais em comum do que aparenta, incluindo um mecanismo importante que ajuda a garantir que o DNA seja copiado corretamente, relata um par de estudos publicados em periódicos Ciência e Anais da Academia Nacional de Ciências.
As descobertas visualizam pela primeira vez um complexo molecular — chamado CTF18-RFC em humanos e Ctf18-RFC em leveduras — que carrega uma “pinça” no DNA para impedir que partes da maquinaria de replicação caiam da fita de DNA.
Esta é a mais recente descoberta dos colaboradores de longa data Huilin Li, Ph.D., do Instituto Van Andel, e Michael O’Donnell, Ph.D., da Universidade Rockefeller, para lançar luz sobre os intrincados mecanismos que permitem a passagem fiel de informações genéticas de geração em geração de células.
“A cópia precisa do DNA é fundamental para a propagação da vida”, disse Li. “Nossas descobertas acrescentam peças-chave ao quebra-cabeça da replicação do DNA e podem melhorar a compreensão das condições de saúde relacionadas à replicação do DNA.”
A replicação do DNA é um processo rigidamente controlado que copia o código genético, permitindo que suas instruções sejam transmitidas de uma geração de células para a próxima. Em doenças como o câncer, esses mecanismos podem falhar, levando à replicação descontrolada ou defeituosa com consequências devastadoras.
Até o momento, pelo menos 40 doenças, incluindo muitos tipos de câncer e doenças raras, foram associadas a problemas com a replicação do DNA.
O processo começa descompactando a estrutura em forma de escada do DNA, resultando em duas fitas chamadas de fitas líder e fitas retardatárias. Uma equipe de construção molecular então monta as metades faltantes das fitas, transformando uma única hélice de DNA em duas. Grande parte desse trabalho recai sobre enzimas chamadas polimerases, que montam os blocos de construção do DNA.
Por si só, no entanto, as polimerases não são boas em permanecer na fita de DNA. Elas requerem CTF18-RFC em humanos e Ctf18-RFC em leveduras para enfiar uma pinça em forma de anel na fita líder de DNA, e outro carregador de pinça chamado RFC em humanos e leveduras para enfiar a pinça na fita atrasada. A pinça então se fecha e sinaliza para as polimerases que elas podem começar a replicar o DNA.
Usando microscópios crioeletrônicos de alta potência, Li, O’Donnell e suas equipes revelaram facetas previamente desconhecidas das estruturas dos carregadores de grampos de fita líder, incluindo um “gancho” que força a polimerase de fita líder a soltar a nova fita de DNA para que ela possa ser reconhecida pelo carregador de grampos. Essa distinção representa uma diferença fundamental entre as funções do carregador de grampos de fita líder (CTF18-RFC) e do carregador de grampos de fita retardatária (RFC) e ilumina um aspecto importante dos mecanismos variáveis de duplicação de DNA nas fitas líder e retardatária.
Por fim, o estudo identificou características compartilhadas entre a levedura e os carregadores de grampos de fita principal humanos, o que demonstra uma ligação evolutiva entre os dois. Essa descoberta ressalta o valor da levedura como modelos poderosos, porém simples, para estudar genética.
Outros autores do Anais da Academia Nacional de Ciências artigo incluem Qing He, Ph.D., e Feng Wang, Ph.D., da VAI. Outros autores do Ciência o artigo inclui Zuanning Yuan, Ph.D., da VAI; e Roxana Georgescu, Ph.D., Nina Y. Yao, Ph.D., e Olga Yurieva, Ph.D., da Universidade Rockefeller.
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