ДНК без ДНК. Ученые обнаружили необычный механизм защиты от вирусов

Об этом пишет издание Science Alert .

Исследователи из Колумбийского университета изучили систему защиты бактерий от вирусов под названием DRT3. Она работает с помощью двух ферментов, которые независимо создают две нити ДНК.

Обычно при копировании ДНК одна из уже имеющихся нитей служит матрицей для создания другой. Иногда ДНК может образовываться на основе РНК, например у некоторых вирусов. Однако обнаруженный механизм работает иначе.

Один из ферментов системы, DRT3b, способен синтезировать ДНК без матрицы. Исследуя его структуру методом криоэлектронной микроскопии, ученые обнаружили, что две аминокислоты внутри фермента определяют, какие строительные блоки ДНК будут присоединяться.

В результате DRT3b создает очень простую повторяющуюся последовательность ДНК: CACACA. Одна аминокислота способствует присоединению аденина (A), а другая отвечает за присоединение цитозина (C).

Исследователи изменили эти две аминокислоты и обнаружили, что после этого фермент переставал нормально синтезировать ДНК. Одновременно нарушалась и противовирусная функция системы. Это подтвердило, что аминокислоты действительно играют ключевую роль в определении последовательности ДНК.

Другая часть системы, фермент DRT3a, работает более традиционно. Он использует РНК в качестве матрицы для создания второй нити ДНК. Обе нити образуются по отдельности, а затем находят друг друга и соединяются в двойную спираль.

Таким образом, одна нить получает информацию от РНК, а другая фактически формируется с помощью аминокислот белка. Это отличается от обычного процесса, при котором одна нить ДНК используется в качестве матрицы для создания другой.

Ученые установили, что DRT3 является частью системы защиты бактерии от вирусов. В нормальных условиях фермент RecBCD разрушает ДНК, создаваемую DRT3, поэтому она не накапливается в клетке.

Некоторые вирусы при заражении вырабатывают белки, блокирующие RecBCD. В этом случае защитный механизм бактерии отключается, но одновременно с этим исчезает контроль над DRT3. ДНК, создаваемая системой, начинает накапливаться.

Из-за этого бактерия перестает расти. Клетка фактически жертвует собой, чтобы вирус не мог эффективно размножаться и распространяться на другие бактерии.

Исследователи предполагают, что DRT3 может быть лишь одним из примеров такого необычного способа синтеза ДНК. Они планируют выяснить, существуют ли другие белки, способные определять последовательность ДНК с помощью аминокислот.