Ученые выяснили, как ДНК-полимеразы заставляют себя работать точнее — 21 августа 2026 г. в 09:30:02.865
Ученые выяснили, как ДНК-полимеразы заставляют себя работать точнее Российские ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН открыли новый природный механизм, который повышает точность копирования ДНК. Традиционно считается, что ферменты ДНК-полимеразы, отвечающие за этот процесс, допускают всего одну ошибку на десятки тысяч нуклеотидов. Однако большинство предыдущих исследований проводилось на сильно упрощенных лабораторных моделях, тогда как в реальной клетке этим ферментам часто приходится работать в сложных условиях, самостоятельно расплетая двойную спираль ДНК прямо перед собой. В ходе экспериментов исследователи решили сымитировать естественные условия и проверили, как механическая нагрузка влияет на количество ошибок. Изучив работу двух разных белков, ученые выяснили, что необходимость вытеснять встречную цепь ДНК работает как дополнительный фильтр точности. Оказалось, что присутствие такого препятствия повышает аккуратность синтеза в несколько раз, причем чем прочнее связи в расплетаемой спирали, тем безошибочнее действует полимераза. Таким образом, природа нашла изящный способ заставить фермент работать внимательнее, просто усложнив ему условия труда. Авторы работы нашли этому явлению понятное физико-химическое объяснение. Присоединение правильного нуклеотида дает мощный энергетический выброс, которого хватает и на саму химическую реакцию, и на расплетение двойной цепи впереди. Если же фермент захватывает ошибочный элемент, выделяемой энергии оказывается недостаточно для преодоления физического барьера, и процесс копирования останавливается. Это важное открытие, результаты которого опубликованы в журнале Biochemistry, позволит существенно оптимизировать современные методы генной инженерии. Теперь специалисты смогут искусственно конструировать полимеразы с нужными характеристиками, делая их либо максимально точными, либо намеренно склонными к ошибкам, что крайне востребовано в фармакологии и технологиях направленной молекулярной эволюции.