Odhalení molekulárních mechanismů opravy abazického meziřetězcového spojení DNA

Abstract

3 Abstrakt DNA jako primární nositelka genetické informace zaručuje organismům žít, růst, rozvíjet se a množit. Tato nejpodstatnější molekula v buňce však podléhá každou chvíli rozličným poškozením. Pokud není opraveno, buňka a organismus nakonec podlehne nevyhnutelné destrukci. Jedno z nejzávažnějších poškození je meziřetězcové kovalentní spojení DNA vycházející z abazického místa (Ap-ICL, z angl. Abasic site interstrand crosslink). Ap-ICL se tvoří spontánně z abazického místa kovalentní vazbou s adeninem na opačném řetězci. Nedostatek informací o opravných mechanismech, vlivu lokální sekvence a jeho stabilitě vede k otázkám ohledně osudu, toxicitě a výskytu těchto lézí v buňkách. Evoluce vytvořila několik mechanismů jak tato a další jiná poškození opravit a zajistit organismu jeho přetrvání. Nedávno objevená dráha známa pro opravu Ap-ICL dostala název po glykosylase zodpovědné za odstranění Ap-ICL. DNA glykosylasa NEIL3 je k Ap-ICL přivolána ubiquitylací DNA helikasy, která je součástí komplexu zodpovědného za replikaci DNA. Glykosylasa NEIL3 obsahuje několik domén s motivem zinkového prstu, které se vážou k poškozené DNA a zajišťují její katalytickou funkci. Momentálně není znám molekulární mechanismus opravného procesu glykosylasy NEIL3. S cílem odpovědět na zmíněné neznámé byla v předložené práci...

4 Abstract DNA as the primary carrier of genetic information guarantees organisms to live, grow, develop and reproduce. However, this most vital molecule in the cell is subject to various damages every moment. If it is not repaired, the cell and the organism will eventually succumb to inevitable destruction. One of the most serious damages is abasic site interstrand crosslink (Ap-ICL). Ap-ICL is formed spontaneously when an abasic site covalently pairs with an adenine on the opposite strand. The lack of information on repair mechanisms, the influence of the local sequence and its stability leads to questions about the fate, toxicity and occurrence of these lesions in cells. During evolution, several mechanisms have evolved to repair these and other damages to ensure the organism's survival. A recently discovered pathway known to repair Ap-ICL is named after the DNA glycosylase responsible for removing Ap-ICL. NEIL3 DNA glycosylase is recruited to Ap-ICL by ubiquitylation of DNA helicase, which is part of the DNA replication complex. NEIL3 glycosylase contains several zinc-finger domains, that bind to the damaged DNA and ensure its catalytic function. The molecular mechanism of the NEIL3 glycosylase repair process is currently not known. In order to answer the aforementioned unknowns, the rate of formation,...