L'enzima che produce i mattoni del DNA svolge un ruolo importante quando le cellule si dividono. In un nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto per la prima volta che il cosiddetto interruttore principale dell'enzima può cambiare posizione, pur continuando a svolgere lo stesso compito.
Tutte le forme di vita hanno bisogno di creare nuove cellule per crescere o per sostituire le vecchie cellule. Ma prima che una cellula possa dividersi, deve copiare il suo intero genoma. È qui che entra in gioco l'enzima in questione. L'enzima, RNR, produce i mattoni necessari per la replicazione del DNA. Quando si copia il DNA, è importante avere esattamente la giusta quantità dei quattro diversi tipi di elementi costitutivi. Troppo o troppo poco di uno di essi causa mutazioni che alla fine possono portare al cancro.
Il cosiddetto interruttore principale è la parte specifica dell'enzima che regola il numero di diversi elementi costitutivi. Quando è stato prodotto un numero sufficiente di elementi costitutivi per la copia o la riparazione del DNA, l'enzima viene spento con l'aiuto dell'interruttore generale. Senza questa funzione, l'enzima lavorerebbe costantemente per produrre più elementi costitutivi.
Il modulo proteico funziona come una colla epossidica molecolare, poiché ha la capacità intrinseca di unire le proteine, ma può farlo solo quando l'"indurente, "uno degli elementi costitutivi del DNA, è presente in concentrazione sufficientemente elevata. Questo funge da segnale che l'enzima deve essere spento.
I ricercatori hanno ora studiato questo enzima in un batterio marino e, per la prima volta, scoprì che l'interruttore di accensione/spegnimento dell'enzima era in una posizione diversa. "L'interruttore è passato geneticamente da una subunità all'altra, eppure continua a svolgere esattamente lo stesso compito. Questa è stata una grande sorpresa per noi e dimostra la capacità della natura di utilizzare i componenti esistenti in modi completamente nuovi, "dice Derek Logan, docente di Chimica presso l'Università di Lund in Svezia.
I ricercatori hanno condotto uno studio dettagliato su come funziona l'interruttore principale quando si accende e si spegne. Chiudendo e aprendo, le subunità si attaccano letteralmente insieme o si lasciano andare. Derek Logan ha studiato la funzione dell'interruttore insieme ai colleghi delle università di Stoccolma, Uppsala, Umeå e Tel Aviv. I ricercatori mostrano come l'enzima RNR continua a regolare il numero di diversi elementi costitutivi, nonostante la sua posizione insolita.
Sebbene lo studio riguardi un batterio marino, i ricercatori ritengono generalmente interessante che questo tipo di regolazione di base possa prendere diverse strade evolutive. I risultati della ricerca potrebbero rivelarsi utili in futuro per lo sviluppo di nuovi antibiotici e in contesti industriali in cui è importante essere in grado di attivare e disattivare gli enzimi nella produzione di sostanze chimiche.
"Questa funzione potrebbe essere potenzialmente utilizzata per unire altre proteine non correlate per impedire loro di funzionare se necessario, "conclude Derek Logan.
