Ουρακίλη στο DNA: σφάλμα ή μήνυμα; Understand article

Μετάφραση από την Παρασκευή Θάνου (Paraskevi Thanou). Η ουρακίλη είναι γνωστή ως μία από τις βάσεις που χρησιμοποιούνται στο RNA, αλλά γιατί δε χρησιμοποιείται στο DNA – ή…

Θυμίνη εναντίον ουρακίλης

Η γενετική μας πληροφορία αποθηκεύεται με τη μορφή του DNA, με τη χρήση ενός αλφαβήτου τεσσάρων γραμμάτων. Τα τέσσερα “γράμματα” αντιστοιχούν στις τέσσερις αζωτούχες βάσεις, τις οποίες ο κάθε δομικός λίθος του DNA – που ονομάζεται νουκλεοτίδιο – μπορεί να περιέχει: αδενίνη (Α), θυμίνη (Τ), κυτοσίνη (C) και γουανίνη (G) (βλ. Εικόνα 1). AΌπως ανακάλυψαν οι James Watson και Francis Crick, το DNA σχηματίζει μια διπλή έλικα, στην οποία οι τέσσερις βάσεις ζευγαρώνουν πάντα με τον ίδιο τρόπο, μέσω συγκεκριμένων δεσμών υδρογόνου: η αδενίνη συνδέεται με τη θυμίνη και η γουανίνη με την κυτοσίνη (βλ. Εικόνες 2 και 3).).

Εικόνα 1: Τα συστατικά μέρη ενός νουκλεοτιδίου, του βασικού δομικού λίθου του DNA. Το σάκχαρο δεοξυριβόζη και η φωσφορική ομάδα είναι αμετάβλητα, ενώ η οργανική βάση μπορεί να είναι μία από τις τέσσερις: Α, Τ, G και C. Κάντε κλικ στην εικόνα για μεγέθυνση
Η εικόνα προσφέρθηκε από Nicola Graf

Εικόνα 2: Η χημική δομή του DNA, όπου φαίνεται το ζευγάρωμα των βάσεων Α-Τ και G-C. Οι βάσεις, που ενώνονται μέσω δεσμών υδρογόνου, συνδέουν τους δυο σακχαροφωσφορικούς σκελετούς. Κάντε κλικ στην εικόνα για μεγέθυνση
Η εικόνα προσφέρθηκε από Madeleine Price Ball; πηγή εικόνας: Wikimedia Commons

Εικόνα 3: Η δομή διπλής έλικας του DNA. Κάντε κλικ στην εικόνα για μεγέθυνση
Η εικόνα προσφέρθηκε από Forluvoft; πηγή εικόνας: Wikimedia Commons

Ωστόσο, υπάρχει ένα εναλλακτικό πέμπτο γράμμα: η ουρακίλη (U), η οποία σχηματίζει το ίδιο σχήμα δεσμών υδρογόνου με την αδενίνη (βλ. Εικόνα 4). Όμως, αν και η ουρακίλη χρησιμοποιείται ευρέως στο RNA, αυτό δεν ισχύει στην περίπτωση του DNA, όπου αντίθετα χρησιμοποιείται η θυμίνη. Γιατί μπορεί να συμβαίνει αυτό;

Εικόνα 4: Η γουανίνη και η κυτοσίνη σχηματίζουν ένα ζεύγος βάσεων που σταθεροποιείται με τρεις δεσμούς υδρογόνου, ενώ η αδενίνη και η θυμίνη συνδέονται μεταξύ τους με δύο δεσμούς υδρογόνου. Τα κόκκινα πλαίσια επισημαίνουν τις χαρακτηριστικές ομάδες της κυτοσίνης και της θυμίνης που είναι υπεύθυνες για το σχηματισμό των δεσμών υδρογόνου. Η κυτοσίνη μπορεί αυθόρμητα να υποστεί υδρολυτική απαμίνωση, με αποτέλεσμα να μετατρέπεται σε ουρακίλη με την ίδια ικανότητα για σχηματισμό δεσμού υδρογόνου όπως η θυμίνη. Κάντε κλικ στην εικόνα για μεγέθυνση
Η εικόνα προσφέρθηκε από Angéla Békési

Από χημικής πλευράς, η θυμίνη είναι ένα μόριο ουρακίλης που περιέχει μια επιπλέον μεθυλομάδα. Ποιο θα ήταν το πλεονέκτημα, σε όρους εξέλιξης, να χρησιμοποιηθεί αυτός ο πιο σύνθετος δομικός λίθος στο DNA; Η απάντηση μπορεί να βρίσκεται στο πώς διορθώνουν τα κύτταρα μια βλάβη στο DNA.

Εικόνα 5: Η υδρολυτική
απαμίνωση της κυτοσίνης
μπορεί να αλλάξει τα
αμινοξέα που
κωδικοποιούνται από την
αλληλουχία (του DNA). Κάντε
κλικ στην εικόνα για
μεγέθυνση

Η εικόνα προσφέρθηκε από
Nicola Graf

Η κυτοσίνη μπορεί να μετατραπεί αυθόρμητα σε ουρακίλη, μέσω μιας διεργασίας που ονομάζεται υδρολυτική απαμίνωση (βλ. Εικόνα 4). Όταν συμβαίνει αυτό, η γουανίνη που ήταν αρχικά συνδεδεμένη με το μόριο της κυτοσίνης μένει απέναντι από μια ουρακίλη (θυμηθείτε ότι η ουρακίλη συνδέεται φυσιολογικά με την αδενίνη). Όταν στη συνέχεια το κύτταρο αντιγράφει το DNA του, η θέση απέναντι από αυτό το μόριο ουρακίλης θα καταληφθεί από μια αδενίνη, αντί της γουανίνης που θα έπρεπε να υπάρχει εκεί, μεταβάλλοντας το μήνυμα που κωδικοποιεί αυτό το τμήμα του DNA (βλ. Εικόνα 5). Αυτή η διεργασία απαμίνωσης της κυτοσίνης αποτελεί μια από τις πιο κοινές μορφές βλάβης του DNA, αλλά φυσιολογικά διορθώνεται αποτελεσματικά. Πώς το κύτταρο το κάνει αυτό;

Εικόνα 6: Επιδιόρθωση της
υδρολυτικής απαμίνωσης.
Κάντε κλικ στην εικόνα για
μεγέθυνση

Η εικόνα προσφέρθηκε από
Nicola Graf

Τα κύτταρα διαθέτουν ένα σύστημα επιδιόρθωσης που μπορεί να ανιχνεύσει πότε μια ουρακίλη βρίσκεται σε θέση, όπου θα έπρεπε να υπάρχει κυτοσίνη, και διορθώνει το λάθος πριν αυτό αντιγραφεί και διαβιβαστεί. Η πολύπλοκη μηχανή που το κάνει αυτό αποτελείται από αρκετά ένζυμα: πρώτα ουρακιλο-DNA γλυκοζυλάσες αναγνωρίζουν την ουρακίλη και την αποκόπτουν από το DNA. Στη συνέχεια αρκετά ένζυμα συνεισφέρουν στην αφαίρεση και την επανασύνθεση του τμήματος του DNA που έχει υποστεί βλάβη, κατά τη διάρκεια των οποίων η χωρίς βάση (“άδεια”) θέση στο DNA αντικαθίσταται από μια κυτοσίνη (βλ. Εικόνα 6).

Ωστόσο, η πιο κοινή μορφή της ουρακιλο-DNA γλυκοζυλάσης δεν μπορεί να διακρίνει με ποια βάση αποτελεί ζεύγος η ουρακίλη, δηλαδή αν η ουρακίλη έπρεπε να βρίσκεται εκεί (αν είναι συνδεδεμένη με αδενίνη) ή αν είναι μια μεταλλαγμένη κυτοσίνη (και βρίσκεται απέναντι από γουανίνη)· αντίθετα, θα αναγνώριζε και θα απομάκρυνε την ουρακίλη και στις δύο περιπτώσεις. Προφανώς, αυτό θα δημιουργούσε προβλήματα. Η λύση σε αυτό το δυνητικό πρόβλημα πιστεύεται ότι ήταν η ανάπτυξη ενός μηχανισμού, όπου οι “σωστές” ουρακίλες (που είναι ζευγαρωμένες με αδενίνη) επισημάνθηκαν με μια μεθυλομάδα – σχηματίζοντας θυμίνη. Με αυτόν τον τρόπο, αν η κυτταρική μηχανή έβρισκε μια ουρακίλη, θα την απομάκρυνε και θα την επιδιόρθωνε, ενώ αν έβρισκε μια ουρακίλη, επισημασμένη με μια μεθυλομάδα -μια θυμίνη (βλ. Εικόνα 4) – θα την άφηνε. Με το πέρασμα του χρόνου, επομένως, η θυμίνη στο DNA αντί της ουρακίλης έγινε ο κανόνας, και τα περισσότερα κύτταρα χρησιμοποιούν τώρα ουρακίλη μόνο στο RNA.

Γιατί η ουρακίλη διατηρήθηκε στο RNA; Το RNA έχει μικρότερη διάρκεια ζωής από το DNA και -με λίγες εξαιρέσεις- δεν αποτελεί τη δεξαμενή για μακροπρόθεσμη αποθήκευση της γενετικής πληροφορίας, ώστε τα μόρια κυτοσίνης που αυθόρμητα μετατρέπονται σε ουρακίλη στο RNA δεν παρουσιάζουν σημαντική απειλή για το κύτταρο. Επομένως, δεν υπήρξε πιθανώς εξελικτική πίεση να αντικατασταθεί η ουρακίλη με την πιο σύνθετη (και πιο δαπανηρή ενδεχομένως) θυμίνη στο RNA.

Εικόνα 7: Αν ο λόγος
dUTP:dTTP αυξάνεται, η DNA
πολυμεράση ενσωματώνει
συχνά ουρακίλη αντί
θυμίνης κατά τη διάρκεια
και της αντιγραφής και της
επιδιόρθωσης. Η
ουρακιλο-DNA γλυκοζυλάση
απομακρύνει την ουρακίλη
και ξεκινά την περαιτέρω
επιδιόρθωση, που
περιλαμβάνει θραύσεις στην
αλυσίδα του DNA σε ένα
ενδιάμεσο στάδιο. Η
επανασύνθεση, όμως,
μπορεί να ξαναεισάγει
ουρακίλη οδηγώντας σε ένα
φαύλο κύκλο επιδιόρθωσης
του DNA. Τελικά, το σύστημα
υπερφορτώνεται και
λαμβάνει χώρα η κατάτμηση
του χρωμοσώματος,
οδηγώντας σε κυτταρικό
θάνατο. Κάντε κλικ στην
εικόνα για μεγέθυνση

Η εικόνα προσφέρθηκε από
Angéla Békési

Κυτταρικός θάνατος οφειλόμενος σε έλλειψη θυμίνης

Όταν συντίθεται το DNA, τα ένζυμα DNA πολυμεράσες (που καταλύουν τη σύνθεση) δεν μπορούν να διακρίνουν τη θυμίνη από την ουρακίλη. Ελέγχουν μόνο αν οι δεσμοί υδρογόνου σχηματίζονται σωστά, δηλαδή αν τα ζεύγη βάσεων σχηματίζονται κατάλληλα. Για αυτά τα ένζυμα, δεν έχει σημασία αν η θυμίνη ή η ουρακίλη συνδέεται με την αδενίνη. Φυσιολογικά, η ποσότητα της τριφωσφορικής δεοξυουριδίνης (dUTP, πηγή της ουρακίλης) στο κύτταρο διατηρείται πολύ χαμηλή συγκρινόμενη με τα επίπεδα της τριφωσφορικής δεοξυθυμιδίνης (dTTP, πηγή της θυμίνης), εμποδίζοντας την ενσωμάτωση της ουρακίλης κατά τη διάρκεια της σύνθεσης του DNA.

Αν αυτή η αυστηρή ρύθμιση διαταραχθεί και η αναλογία της dUTP προς τη dTTP αυξηθεί, η ποσότητα της ουρακίλης που ενσωματώνεται λανθασμένα στο DNA επίσης αυξάνεται. Το σύστημα επιδιόρθωσης -το οποίο, αντίθετα από τις DNA πολυμεράσες, μπορεί να διαχωρίσει την ουρακίλη από τη θυμίνη- στη συνέχεια προσπαθεί να απομακρύνει την ουρακίλη με τη βοήθεια μιας ουρακιλο-DNA γλυκοζυλάσης και να επανασυνθέσει το DNA, πράγμα που περιλαμβάνει προσωρινά τη σχάση (κόψιμο) του σκελετού του DNA. Ωστόσο, αν η αναλογία της dUTP προς τη dTTP συνεχίσει να αυξάνεται, αυτή η επανασύνθεση μπορεί να ενσωματώσει πάλι ουρακίλη αντί θυμίνης. Αυτός ο κύκλος τελικά οδηγεί σε θραύσεις της αλυσίδας του DNA και σε κατάτμηση του χρωμοσώματος, όταν αυτές οι προσωρινές σχάσεις στο DNA συμβαίνουν η μία μετά την άλλη και πολύ κοντά μεταξύ τους (βλ. Εικόνα 7). Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα συγκεκριμένο τύπο προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου, που ονομάζεται κυτταρικός θάνατος οφειλόμενος σε έλλειψη θυμίνης (άνευ θυμίνης κυτταρικός θάνατος).

Η διεργασία του κυτταρικού θανάτου λόγω έλλειψης θυμίνης μπορεί να τύχει εκμετάλλευσης στη θεραπεία του καρκίνου. Επειδή τα καρκινικά κύτταρα πολλαπλασιάζονται με πολύ μεγάλο ρυθμό συγκρινόμενα με τα φυσιολογικά κύτταρα, συνθέτουν μεγαλύτερη ποσότητα DNA σε δεδομένη χρονική περίοδο και επομένως απαιτούν μεγαλύτερες ποσότητες dUTP. Αυξάνοντας την αναλογία της dUTP προς τη dTTP, αυτά τα καρκινικά κύτταρα μπορούν να στοχευθούν επιλεκτικά και να εξαλειφθούν.

Κι όμως DNA με ουρακίλη υπάρχει

Παρόλο που τα περισσότερα κύτταρα χρησιμοποιούν την ουρακίλη για το RNA και τη θυμίνη για το DNA, υπάρχουν εξαιρέσεις. Μερικοί οργανισμοί περιέχουν ουρακίλη αντί θυμίνης σε ολόκληρο το DNA τους. Ποιο θα μπορούσε να είναι το εξελικτικό πλεονέκτημα αυτού του γεγονότος; Ας ρίξουμε μια ματιά σε μερικά παραδείγματα.

Ουρακίλη σε ιικό DNA

Καλλιτεχνική άποψη ενός
φάγου που μολύνει ένα
βακτηριακό κύτταρο

Η εικόνα προσφέρθηκε από
cdascher / iStockphoto

Δύο είδη φάγων (ιοί που μολύνουν βακτήρια) είναι γνωστά να έχουν γονιδίωμα DNA μόνο με ουρακίλη και καθόλου θυμίνη. Δε γνωρίζουμε ακόμη αν αυτοί οι φάγοι αντιπροσωπεύουν μια αρχαία μορφή ζωής που ποτέ δεν ανέπτυξε DNA που περιέχει θυμίνη, ή αν τα υποκατεστημένα με ουρακίλη γονιδιώματά τους είναι μια πρόσφατα εξελιγμένη στρατηγική. Δε γνωρίζουμε επίσης γιατί αυτοί οι φάγοι χρησιμοποιούν ουρακίλη αντί θυμίνης, μπορεί όμως να παίζει έναν ουσιώδη ρόλο στον κύκλο ζωής αυτών των ιών. Αν αυτό ισχύει, θα ήταν λογικό για τους ιούς να εξασφαλίζουν ότι η ουρακίλη στο DNA τους δε θα αντικαθίσταται από θυμίνη. Και ένας από αυτούς τους φάγους πράγματι αποδείχθηκε ότι διαθέτει ένα γονίδιο που κωδικοποιεί μια ειδική πρωτεΐνη, ώστε να αναστέλλει την ουρακιλο-DNA γλυκοζυλάση του ξενιστή, παρεμποδίζοντας έτσι την “επιδιόρθωση” της ουρακίλης του ιικού γονιδιώματος από τα ένζυμα του ξενιστή.

Προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος στον κύκλο ζωής των εντόμων

Τα ενδοπτερυγωτά όπως τα
μυρμήγκια δε διαθέτουν το
κατάλληλο ένζυμο για την
απομάκρυνση της ουρακίλης
από το DNA τους

Η εικόνα προσφέρθηκε από
spxChrome / iStockphoto and
Nicola Graf

Το DNA που περιέχει ουρακίλη φαίνεται να παίζει ρόλο επίσης στην ανάπτυξη των ενδοπτερυγωτών – εντόμων που υφίστανται μεταμόρφωση κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους (τα μυρμήγκια και οι πεταλούδες μεταμορφώνονται· οι ακρίδες και οι τερμίτες όχι). Αυτά τα έντομα έχουν έλλειψη του κύριου γονιδίου για την ουρακιλο-DNA γλυκοζυλάση, η οποία σε διαφορετική περίπτωση θα απομάκρυνε την ουρακίλη από το DNA τους.

Επιπλέον, η δική μας έρευνα έχει δείξει ότι στην προνύμφη της μύγας των φρούτων Drosophila melanogaster η αναλογία της dUTP προς τη dTTP ρυθμίζεται με έναν ασυνήθιστο τρόπο: σε όλους τους ιστούς που δε θα είναι απαραίτητοι στο ενήλικο έντομο, υπάρχουν πολύ χαμηλότερα επίπεδα του ενζύμου που αποικοδομεί τη dUTP και παράγει ένα πρόδρομο μόριο του σχηματισμού της dTTP. Κατά συνέπεια, σημαντικά ποσά ουρακίλης ενσωματώνονται σε αυτούς τους ιστούς κατά τη διάρκεια της σύνθεσης του DNA.

Έτσι, κατά το στάδιο της προνύμφης συντίθεται DNA που περιέχει ουρακίλη και φαίνεται ότι δε διορθώνεται στους ιστούς που πρόκειται να εκφυλιστούν κατά το στάδιο της νύμφης. Επειδή αυτά τα ένζυμα δε διαθέτουν το κύριο ένζυμο της ουρακιλο-DNA γλυκοζυλάσης, στο στάδιο της νύμφης, επιπρόσθετοι ειδικοί παράγοντες του DNA που περιέχει ουρακίλη μπορεί να αναγνωρίζουν αυτή τη συσσωρευμένη ουρακίλη ως ένα μήνυμα για ενεργοποίηση του κυτταρικού θανάτου.

Η παρουσία της ουρακίλης
στις αλληλουχίες των
γονιδίων των αντισωμάτων
προκαλεί μια απόκριση
επιδιόρθωσης του DNA, η
οποία έχει ως αποτέλεσμα
την αύξηση της
ποικιλότητας των
πρωτεϊνικών αλυσίδων των
αντισωμάτων. Μια ευρεία
δεξαμενή αντισωμάτων
αυξάνει την πιθανότητα του
ανοσοποιητικού συστήματος
να αναγνωρίζει τους
ανεπιθύμητους εισβολείς

Η εικόνα προσφέρθηκε από
taramol / iStockphoto

Ευεργετικά λάθη: το ανοσοποιητικό σύστημα των σπονδυλωτών

Η ουρακίλη στο DNA, ωστόσο, μπορεί να βρεθεί επίσης πιο κοντά μας – στο ανοσοποιητικό σύστημα των σπονδυλωτών, όπως το δικό μας. Μέρος του ανοσοποιητικού μας συστήματος, η ειδική ανοσία, παράγει ένα μεγάλο αριθμό διαφορετικών αντισωμάτων που είναι εκπαιδευμένα να μας προστατεύουν από συγκεκριμένα παθογόνα. Για να αυξήσουμε τον αριθμό των διαφορετικών αντισωμάτων που μπορούν να σχηματιστούν, ανασχηματίζουμε την αλληλουχία του DNA στις περιοχές που τα κωδικοποιούν, όχι μόνο ανασυνδυάζοντας τις υπάρχουσες αλληλουχίες στα κύτταρα, αλλά και δημιουργώντας καινούργιες μέσω πάρα πολύ αυξημένων ρυθμών μετάλλαξης, γνωστών ως υπερμεταλλάξη.

Η υπερμετάλλαξη ξεκινά με ένα ειδικό ένζυμο (μια απαμινάση, activation-induced deaminase) που μετατρέπει την κυτοσίνη σε ουρακίλη (βλ. Εικόνα 4) σε συγκεκριμένες περιοχές του DNA, επάγοντας μια επιδιορθωτική απόκριση επιρρεπή σε λάθος, την οποία ο οργανισμός χρησιμοποιεί προς όφελός του: τα “λάθη” δημιουργούν νέες αλληλουχίες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να παράγουν διαφορετικά αντισώματα. Αυτός ο μηχανισμός ρυθμίζεται πολύ αυστηρά, ωστόσο, καθώς αν ξέφευγε από τον έλεγχο, θα οδηγούσε σε καρκίνο.

Αναλογιζόμενοι την ερώτηση γιατί ουρακίλη ή γιατί θυμίνη, πρέπει να λάβουμε υπόψη το γενικότερο πλαίσιο της εξέλιξης. Οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν εξελιχθεί σε ένα διαρκώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον, αντιμετωπίζοντας ένα δυναμικό συνδυασμό προκλήσεων. Επομένως, μια λύση που θα απέφευγε την ενσωμάτωση λαθών στο DNA είναι ωφέλιμη για τους περισσότερους οργανισμούς και τα περισσότερα κύτταρα, γεγονός το οποίο εξηγεί γιατί το DNA που περιέχει θυμίνη έγινε ο κανόνας. Κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες, ωστόσο, τα ίδια τα “λάθη” μπορούν να είναι ευεργετικά, το οποίο είναι ο λόγος που μερικά κύτταρα ακόμη χρησιμοποιούν ουρακίλη στο DNA τους.

Download

Download this article as a PDF

Resources

  • Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για τη δουλειά της ερευνητικής ομάδας της Beáta Vértessy, δείτε: www.enzim.hu/~vertessy
  • Για να κατεβάσετε μια περίληψη της διδακτορικής διατριβής της Villő Muha, που γράφτηκε υπό την επίβλεψη της Beáta Vértessy και επικεντρώνεται στο περιέχον ουρακίλη DNA στη Drosophila melanogaster, χρησιμοποιήστε το σύνδεσμο: http://teo.elte.hu/minosites/tezis2010_angol/v_muha.pdf

Author(s)

Η Angéla Békési γεννήθηκε το 1977 στο Kaposvár της Ουγγαρίας. Το 2001 απέκτησε το πτυχίο της Χημείας από το Eötvös Loránd University of Sciences και της Θεολογίας από το Pázmány Péter Catholic University (και τα δύο στη Βουδαπέστη, Ουγγαρία), συμμετέχοντας στο εργαστήριο της Beáta Vértessy το 2000 ως προπτυχιακή φοιτήτρια. Το 2001 άρχισε τη διδακτορική της διατριβή στη ρύθμιση της επιδιόρθωσης του DNA που περιέχει ουρακίλη και της επεξεργασίας της ουρακίλης στα έντομα που μεταμορφώνονται. Αναγνώρισε μια καινούργια πρωτεΐνη υποψήφια για ένα νέο τύπο αισθητήρα DNA περιέχοντος ουρακίλη και αναγορεύτηκε σε Διδάκτορα στη Δομική Βιοχημεία από το Eötvös Loránd University of Sciences το 2007. Συνεχίζει την εργασία της ως μεταδιδακτορική ερευνήτρια και ήταν πρέσβης σχολείων στο πρόγραμμα SET-Routes (www.set-routes.org/school/index.html).

Η Beáta G Vértessy γεννήθηκε στη Βουδαπέστη της Ουγγαρίας και έλαβε εκπαίδευση στις βιολογικές επιστήμες. Είναι κάτοχος MSc του University of Chicago, ΗΠΑ, και PhD/CSs από το Eötvös Loránd University της Βουδαπέστης, Ουγγαρία, και την Ουγγρική Ακαδημία Επιστημών και DSc από την Ουγγρική Ακαδημία Επιστημών. Από το 2000 είναι επικεφαλής ενός εργαστηρίου που εστιάζει στο μεταβολισμό και την επιδιόρθωση του γονιδιώματος στο Ινστιτούτο Ενζυμολογίας, Βουδαπέστη, Ουγγαρία. H παρούσα έρευνα του εργαστηρίου στοχεύει στην πρόληψη, αναγνώριση και επιδιόρθωση της ουρακίλης στο DNA από την πλευρά της Δομικής και Κυτταρικής Βιολογίας.


Review

Αυτό το άρθρο επιδεικνύει ότι η επιστήμη ποτέ δεν κοιμάται, αναδιατυπώνοντας το δόγμα ότι η ουρακίλη υπάρχει μόνο στο RNA. Όπως εξηγεί το άρθρο, αυτό δεν ισχύει πάντα. Και ακόμα όταν ισχύει, γιατί πρέπει να συμβαίνει αυτό;

Για να βοηθήσετε τους μαθητές να καταλάβουν το άρθρο, κατευθυντήριες ερωτήσεις θα μπορούσαν να είναι:

  1. Περιγράψτε τις δομές που σχηματίζουν δεσμούς στα δύο ζεύγη συμπληρωματικών βάσεων στο DNA.
  2. Ποια από τις βάσεις αντικαθίσταται στο RNA;
  3. Περιγράψτε και σχεδιάστε ένα διάγραμμα της ενζυμικής οδού επιδιόρθωσης που ενεργοποιείται όταν η ουρακίλη βρίσκεται στο DNA.
  4. Η αναλογία ποιων μορίων θα μπορούσε να ρυθμιστεί, ώστε να σταματήσουν τα καρκινικά κύτταρα να αναπτύσσονται και να διαιρούνται;
  5. Γιατί η ουρακίλη είναι “ανεκτή” στο RNA;
  6. Ποιοι ζωντανοί οργανισμοί χρησιμοποιούν DNA που περιέχει ουρακίλη και πώς;

Friedlinde Krotscheck, Αυστρία




License

CC-BY-NC-ND