PENELITIAN MENEMUKAN STRUKTUR DNA BARU DALAM MENGHIDUPI SEL MANUSIA
Minggu, 29 April 2018
Sebuah tim ilmuwan dari Garvan Institute of Medical Research dan Universitas New South Wales dan Sydney telah mengidentifikasi struktur DNA baru - yang disebut motif interkalasi (i-motif) - di dalam sel manusia yang hidup.
Jauh di dalam sel di dalam tubuh kita terletak DNA kita. Informasi dalam kode DNA - semua huruf 6 miliar A, C, G dan T - memberikan instruksi yang tepat untuk bagaimana tubuh kita dibangun, dan bagaimana mereka bekerja.
Bentuk ‘heliks ganda’ yang ikonik telah menangkap imajinasi publik sejak 1953, ketika James Watson dan Francis Crick secara terkenal menemukan struktur DNA.
Namun, sekarang diketahui bahwa peregangan pendek DNA dapat ada dalam bentuk lain, setidaknya di laboratorium - dan para ilmuwan menduga bahwa bentuk yang berbeda ini mungkin memainkan peran penting dalam bagaimana dan kapan kode DNA 'dibaca'.
“Ketika sebagian besar dari kita berpikir tentang DNA, kita berpikir tentang helix ganda. Penelitian ini mengingatkan kita bahwa struktur DNA yang sangat berbeda ada - dan bisa menjadi penting bagi sel-sel kita, ”kata penulis co-lead Dr. Daniel Christ, dari Kinghorn Center for Clinical Genomics di Garvan Institute of Medical Research dan St Vincent's Clinical School di Universitas New South Wales.
"Motif-i adalah 'simpul' DNA beruntai empat," tambah penulis co-lead Dr Marcel Dinger, juga dari Garvan Institute of Medical Research dan University of New South Wales.
"Dalam struktur simpul, huruf C pada untaian DNA yang sama mengikat satu sama lain - jadi ini sangat berbeda dari heliks ganda, di mana 'huruf' pada untaian berlawanan saling mengenali satu sama lain, dan di mana Cs berikatan dengan Gs [guanines]. ”
Meskipun para peneliti telah melihat motif-i sebelum dan telah mempelajarinya secara rinci, itu hanya telah disaksikan secara in vitro - yaitu, di bawah kondisi buatan di laboratorium, dan tidak di dalam sel. Faktanya, mereka memperdebatkan apakah struktur DNA motif-motif akan ada di semua makhluk hidup - sebuah pertanyaan yang dipecahkan oleh temuan baru.
Untuk mendeteksi motif-motif di dalam sel, Dr. Christ, Dr. Dinger dan rekan-rekan mereka mengembangkan alat baru yang tepat - sebuah fragmen molekul antibodi - yang secara khusus dapat mengenali dan melekatkan motif-motif dengan afinitas yang sangat tinggi.
Sampai saat ini, kurangnya antibodi yang spesifik untuk motif-i telah sangat menghambat pemahaman peran mereka.
Yang paling penting, fragmen antibodi tidak mendeteksi DNA dalam bentuk heliks, juga tidak mengenali 'struktur G-quadruplex' (susunan DNA empat-susunan struktural yang serupa).
Dengan alat baru ini, tim menemukan lokasi 'i-motif' dalam berbagai lini sel manusia.
Menggunakan teknik fluoresensi untuk menentukan di mana motif-i berada, penulis penelitian mengidentifikasi banyak bintik hijau di dalam nukleus, yang menunjukkan posisi motif-i.
Para ilmuwan menunjukkan bahwa i-motif sebagian besar terbentuk pada titik tertentu dalam 'siklus hidup' sel - fase G1 akhir, ketika DNA sedang aktif 'membaca.'
Mereka juga menunjukkan bahwa motif-motif muncul di beberapa daerah promotor - area DNA yang mengontrol apakah gen dinyalakan atau dimatikan - dan di telomere, 'bagian akhir' dari kromosom yang penting dalam proses penuaan.
“Kami pikir datang dan perginya motif-motif adalah petunjuk untuk apa yang mereka lakukan. Sepertinya mereka ada di sana untuk membantu mengaktifkan atau menonaktifkan gen, dan mempengaruhi apakah gen aktif dibaca atau tidak, ”kata penulis pertama penelitian Dr. Mahdi Zeraati, juga dari Garvan Institute of Medical Research dan University of New Wales Selatan.
“Kami juga berpikir sifat sementara motif-motif menjelaskan mengapa mereka sangat sulit untuk melacak sel sampai sekarang,” tambah Dr. Christ.
"Sangat menarik untuk mengungkap bentuk baru DNA di dalam sel - dan temuan ini akan menyiapkan panggung untuk dorongan baru untuk memahami apa sebenarnya bentuk DNA baru ini, dan apakah itu akan berdampak pada kesehatan dan penyakit," Dr. Kata Dinger.
Source :
http://www.sci-news.com/biology/i-motif-dna-05942.html
Sebuah simpul 'simpul' DNA, motif-i belum pernah secara langsung terlihat di dalam sel-sel hidup. Kredit gambar: Zeraati et al, doi: 10.1038 / s41557-018-0046-3.
Bentuk ‘heliks ganda’ yang ikonik telah menangkap imajinasi publik sejak 1953, ketika James Watson dan Francis Crick secara terkenal menemukan struktur DNA.
Namun, sekarang diketahui bahwa peregangan pendek DNA dapat ada dalam bentuk lain, setidaknya di laboratorium - dan para ilmuwan menduga bahwa bentuk yang berbeda ini mungkin memainkan peran penting dalam bagaimana dan kapan kode DNA 'dibaca'.
“Ketika sebagian besar dari kita berpikir tentang DNA, kita berpikir tentang helix ganda. Penelitian ini mengingatkan kita bahwa struktur DNA yang sangat berbeda ada - dan bisa menjadi penting bagi sel-sel kita, ”kata penulis co-lead Dr. Daniel Christ, dari Kinghorn Center for Clinical Genomics di Garvan Institute of Medical Research dan St Vincent's Clinical School di Universitas New South Wales.
"Motif-i adalah 'simpul' DNA beruntai empat," tambah penulis co-lead Dr Marcel Dinger, juga dari Garvan Institute of Medical Research dan University of New South Wales.
"Dalam struktur simpul, huruf C pada untaian DNA yang sama mengikat satu sama lain - jadi ini sangat berbeda dari heliks ganda, di mana 'huruf' pada untaian berlawanan saling mengenali satu sama lain, dan di mana Cs berikatan dengan Gs [guanines]. ”
Meskipun para peneliti telah melihat motif-i sebelum dan telah mempelajarinya secara rinci, itu hanya telah disaksikan secara in vitro - yaitu, di bawah kondisi buatan di laboratorium, dan tidak di dalam sel. Faktanya, mereka memperdebatkan apakah struktur DNA motif-motif akan ada di semua makhluk hidup - sebuah pertanyaan yang dipecahkan oleh temuan baru.
Untuk mendeteksi motif-motif di dalam sel, Dr. Christ, Dr. Dinger dan rekan-rekan mereka mengembangkan alat baru yang tepat - sebuah fragmen molekul antibodi - yang secara khusus dapat mengenali dan melekatkan motif-motif dengan afinitas yang sangat tinggi.
Sampai saat ini, kurangnya antibodi yang spesifik untuk motif-i telah sangat menghambat pemahaman peran mereka.
Yang paling penting, fragmen antibodi tidak mendeteksi DNA dalam bentuk heliks, juga tidak mengenali 'struktur G-quadruplex' (susunan DNA empat-susunan struktural yang serupa).
Dengan alat baru ini, tim menemukan lokasi 'i-motif' dalam berbagai lini sel manusia.
Menggunakan teknik fluoresensi untuk menentukan di mana motif-i berada, penulis penelitian mengidentifikasi banyak bintik hijau di dalam nukleus, yang menunjukkan posisi motif-i.
Para ilmuwan menunjukkan bahwa i-motif sebagian besar terbentuk pada titik tertentu dalam 'siklus hidup' sel - fase G1 akhir, ketika DNA sedang aktif 'membaca.'
Mereka juga menunjukkan bahwa motif-motif muncul di beberapa daerah promotor - area DNA yang mengontrol apakah gen dinyalakan atau dimatikan - dan di telomere, 'bagian akhir' dari kromosom yang penting dalam proses penuaan.
“Kami pikir datang dan perginya motif-motif adalah petunjuk untuk apa yang mereka lakukan. Sepertinya mereka ada di sana untuk membantu mengaktifkan atau menonaktifkan gen, dan mempengaruhi apakah gen aktif dibaca atau tidak, ”kata penulis pertama penelitian Dr. Mahdi Zeraati, juga dari Garvan Institute of Medical Research dan University of New Wales Selatan.
“Kami juga berpikir sifat sementara motif-motif menjelaskan mengapa mereka sangat sulit untuk melacak sel sampai sekarang,” tambah Dr. Christ.
"Sangat menarik untuk mengungkap bentuk baru DNA di dalam sel - dan temuan ini akan menyiapkan panggung untuk dorongan baru untuk memahami apa sebenarnya bentuk DNA baru ini, dan apakah itu akan berdampak pada kesehatan dan penyakit," Dr. Kata Dinger.
Source :
http://www.sci-news.com/biology/i-motif-dna-05942.html
