Molekularne silniki kwasów nukleinowych
Do zbadania mechanicznego rozwijania się i ponownego fałdowania różnych cząsteczek, w tym białek i kwasów nukleinowych, oraz określania stanów niewłaściwego pofałdowania, niezbędny jest specjalistyczny sprzęt i techniki. Okazuje się, że szczypczyki optyczne i mikroskopia sił atomowych są niezwykle wszechstronnymi narzędziami, które ułatwiają dostęp do funkcjonujących wewnętrznie biomolekuł na niezwykle szczegółowym poziomie. Finansowany ze środków UE projekt Sminafel skupił się na działaniu enzymów helikazy, które towarzyszą naprawie replikacji DNA. Białka te, poprzez hydrolizację adenozyno-5'-trifosforanu (ATP), przekształcają energię chemiczną w rozwijanie podwójnej helisy DNA. Naukowcy opracowali i zoptymalizowali technologię szczypczyków optycznych, która umożliwiła zbadanie funkcji helikazy. Dokładniej rzecz biorąc, szpilka DNA została przymocowana do powlekanych kropli między mikropipetą a pułapką optyczną, a upłynnienia helikazy i roztworów ATP dokonano poprzez układ mikroprzepływowy. Rozmaite parametry systemu, łącznie z zaworami i długością cząsteczki DNA ustandaryzowano, aby umożliwić efektywne otwieranie szpilki DNA, pozwalające na pomiar aktywności helikazy. Wyniki eksperymentalne wykazały, że amplituda fluktuacji w aktywności helikazy pozostała niezmienna niezależnie od stężenia ATP. Jedynym czynnikiem warunkującym okazały się fluktuacje przy otwieraniu-zamykaniu widełek replikacyjnych. Technologia Sminafel stanowi poważny krok ku zrozumieniu działania silników molekularnych zaangażowanych w naprawę molekularną DNA oraz mechanizmów duplikacji. Oczekuje się, że opracowany system będzie stanowić wyjątkowe narzędzie do szczegółowego badania rozmaitych biocząsteczek.
