Znanstvenici su napravili 3D strukturu proteina koji pomaže u popravku DNA

Znanstvenici su analizirali trodimenzionalnu strukturu proteina koji inače sprječava razvoj kolorektalne polipoze. Gen koji kodira taj protein se naziva MUTYH. Mutacija tog gena uzrokuje nasljednu kolorektalnu polipozu, što dovodi do razvoja kolorektalnog karcinoma.

Kako nastaju mutacije? Unutar stanice nastaju reaktivne vrste kisika koje uzrokuju oksidaciju DNA. DNA se sastoji od baza, a kada jedna od njih, gvanin, bude oksidirana, nastaje 8-oksogvanin. U normalnim okolnostima, gvanin se spaja s citozinom, ali novonastali 8-oksogvanin se može spojiti i s adeninom, te na taj način uzrokovati mutacije koje mogu dovesti do raka i drugih bolesti povezane sa starenjem.

Tu u funkciju dolazi MUTYH, točnije, njegov protein. Taj protein pronalazi i uklanja adenin koji je pogrešno sparen s 8-oksogvaninom. Kada dođe do mutacije gena MUTYH, nastaje protein koji više ne može vršiti svoju ulogu te adenin ostaje sparen s 8-oksogvaninom i povećava se rizik od pojave raka. Također je zamijećeno da se učinkovitost popravljanja povećava kada MUTYH stupi u interakciju s PCNA (proteinom uključenim u replikaciju DNA). Mehanizam na koji način se poboljšava učinkovitost popravka nije poznat.

Kako promatramo građu proteina?

Za točno razumijevanje funkcije proteina važno je poznavati njegovu strukturu na atomskoj razini. Da bi saznali izgled proteina, možemo koristiti rengensku kristalografiju. Koristeći tu metodu, možemo točno pratiti proteine kako se ponašaju unutar stanice. Na taj način je zamijećeno da se MUTYH veže za DNA i traži mjesto gdje je krivo sparen adenin i 8-oksogvanin. Izgleda da mu u toj potrazi pomaže upravo PCNA, na način da PCNA označi mjesto pogrešnog spajanja i na neki način pozove MUTYH da to popravi. To bi objasnilo zašto je popravak brži kada su MUTYH i PCNA u interakciji. Rezultati ukazuju na to da kada je MUTYH mutiran, ne može se ispravno vezati za DNA te u tom slučaju ne može ni tragati za krivo sparenim bazama.