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Novel approaches to the study of enzymatic diffusion on single DNA molecules

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Visualizzare le interazioni tra enzimi e DNA

Un'iniziativa europea ha adottato tecniche basate sulla fluorescenza per riuscire a visualizzare il modo in cui gli enzimi agiscono all'interno di una cellula per legare una specifica sequenza di DNA.

Salute

Gli enzimi di restrizione prodotti dai batteri hanno la capacità unica di individuare e legare tratti specifici della sequenza di DNA identificandoli tra molti milioni di possibilità. Il progetto SMDNA ("Novel approaches to the study of enzymatic diffusion on single DNA molecules"), finanziato dall'UE, aveva lo scopo di studiare i meccanismi attraverso i quali gli enzimi ottengono questo straordinario risultato. Uno degli aspetti principali della proposta SMDNA riguarda l'etichettatura fluorescente di sequenze specifiche del DNA tramite l'enzima metiltransferasi del DNA. Gli scienziati hanno utilizzato il genoma del batteriofago lambda per etichettare e visualizzare direttamente il legame degli enzimi strutturalmente ben caratterizzati BamHI e BstYI e tramite l'imaging fluorescente delle singole molecole sono riusciti a mappare il legame di questi enzimi mentre si muovevano su una singola molecola di DNA. Grazie alla collaborazione con un importante fornitore di enzimi di DNA, i ricercatori del progetto SMDNA hanno esaminato anche se la formazione di eterodimeri influiva sul comportamento diffusionale degli enzimi di restrizione. Dopo la visualizzazione a livello delle singole molecole, le analisi preliminari hanno mostrato che gli enzimi che operano come eterodimeri hanno un comportamento simile ad altri enzimi studiati in precedenza. I risultati dell'iniziativa SMDNA hanno permesso di ottenere importanti informazioni di base sugli effetti della topologia del DNA sulla diffusione degli enzimi di restrizione e aiuteranno a comprendere meglio l'interazione degli enzimi con il DNA nella cellula. La tecnologia di etichettatura del DNA che è stata sviluppata, inoltre, troverà un ampio utilizzo nel settore della biologia molecolare.

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