Kecurangan Kematian DNA: Bagaimana Perbaikan Extremophile Hancur Kromosom


--atau "beri yang aneh yang tahan radiasi" [ gambar di sebelah kanan ] - mikroorganisme dapat bertahan dari dosis radiasi hingga 500 kali lipat dari yang akan membunuh manusia. Dosis ini menghancurkan DNA D. radiodurans - seperti halnya pada manusia - tetapi mikroba dapat memperbaiki DNA yang rusak dan kembali hidup dalam beberapa jam, tergantung pada dosisnya

--atau "beri yang aneh yang tahan radiasi" [ gambar di sebelah kanan ] - mikroorganisme dapat bertahan dari dosis radiasi hingga 500 kali lipat dari yang akan membunuh manusia. Dosis ini menghancurkan DNA D. radiodurans - seperti halnya pada manusia - tetapi mikroba dapat memperbaiki DNA yang rusak dan kembali hidup dalam beberapa jam, tergantung pada dosisnya. Para peneliti di Prancis akhirnya menentukan bagaimana para ekstrofil yang paling tahan lama mengelola trik ini. "Kami telah menemukan mekanisme di mana sel mati secara klinis hidup kembali, " jelas Miroslav Radman dari INSERM, lembaga penelitian biomedis publik Perancis. "Perlawanan radiasi ekstrem ini hanyalah produk sampingan dari seleksi untuk ketahanan terhadap pengeringan."

Baik pengeringan dan radiasi memecah kromosom D. radioduran menjadi fragmen DNA pendek. Radman dan rekan-rekannya mengecam mikroba dengan satu megarad radiasi gamma, cukup untuk mensterilkan makanan tetapi jauh di bawah ambang batas resistensi D. radioduran . Namun demikian, kromosomnya terurai menjadi untaian pendek DNA. Selama satu setengah jam berikutnya, sel-sel itu tampak mati, tetapi pada akhir tiga jam kromosom D. radioduran dikumpulkan kembali dan berfungsi penuh.

Pengamatan cermat terhadap keajaiban ini mengungkapkan bahwa sintesis DNA sedang bekerja, di mana masing-masing fragmen berfungsi sebagai templat dan meluas sendiri dengan menghilangkan ujung yang rusak dan tumpang tindih dengan fragmen yang cocok dengan bagian dari urutan nukleotida - semua dengan bantuan enzim dikenal sebagai PolA. Pada akhirnya ini menghasilkan untai tunggal tunggal dari DNA yang diperbaiki, sebanyak 30 kali lebih lama daripada urutan berulang berulang dari DNA D. radioduran .

Tetapi untaian tunggal yang panjang seperti itu tidak banyak membantu menghidupkan kembali mikroorganisme sampai tahap kedua dari proses yang baru ditemukan itu terjadi: pasangan sederhana yang ditemukan oleh Watson dan Crick dekade lalu - ikatan adenin (A) dengan timin (T), dan sitosin (C) obligasi dengan guanine (G). Dengan memasukkan versi khusus timin nukleotida yang hanya berikatan dengan untai tunggal DNA - dikenal sebagai 5-bromodeoksiuridin - para peneliti dapat mengamati ketika untaian tunggal terikat dengan untaian pelengkap untuk membentuk kromosom lengkap. "Setelah kromosom berfungsi, sintesis semua komponen seluler dimulai, dan kehidupan seluler kembali, " kata Radman.

Proses - dijuluki annealing untai tergantung sintesis diperpanjang - memecahkan misteri bagaimana D. radiodurans bertahan dari radiasi dan memperbaiki kerusakan yang ditimbulkannya, menurut makalah yang menyajikan hasil yang dipublikasikan secara online di Nature pada 28 September. Ini juga menunjukkan bahwa mikroba pemberani sebenarnya mensintesis DNA lebih cepat selama pemulihan seperti itu daripada selama replikasi normal sendiri. Tetapi itu tidak memecahkan misteri tentang bagaimana enzim-enzim umum, seperti PolA, bekerja jauh lebih baik di D. radioduran daripada di mikroorganisme lain yang membunuh radiasi untuk kebaikan, catat Michael Daly dari Universitas Seragam Ilmu Kesehatan yang berseragam.

Apapun, para ilmuwan sekarang lebih dekat untuk memahami kekuatan luar biasa dari "berry aneh" ini dan mungkin membuatnya bekerja. "Karena Deinococcus dapat selamat dari kematian, saya suka bermimpi bahwa itu dapat mengajarkan kita bagaimana membangkitkan neuron yang mati, " kata Radman. "Ditambah lagi, aku akan mengirimnya ke kehidupan benih di planet steril - panspermia terarah." Peran besar mungkin menunggu ekstrofil kecil ini.