البروتينات عبارة عن جزيئات حيوية كبيرة وجزيئات كبيرة تتكون من سلسلة طويلة أو أكثر من بقايا الأحماض الأمينية. لكن هل تعلم أن PARP-1 ، وهو نوع من البروتين ، يعمل باستمرار على إصلاح الحمض النووي التالف؟
PARP-1 هو بروتين موجود في خلايانا يعمل باستمرار على إصلاح الحمض النووي التالف. ومع ذلك ، لا يمكنه إصلاح الحمض النووي في الخلايا العصبية عندما نكون مستيقظين. نتيجة لذلك ، يتراكم حتى نغفو. وفقًا لبحث جديد ، يتسبب تراكم PARP-1 في نومنا
ما هو بروتين PARP-1 وأين يحدث معظم نشاطه؟
PARP-1 ، المعروف أيضًا باسم NAD + ADP-ribosyltransferase 1 أو poly ADP-ribose synthase 1 ، هو إنزيم مشفر بواسطة جين PARP1 في البشر. إنه أكثر الإنزيمات وفرة من عائلة PARP ، حيث يمثل 90 ٪ من NAD + التي تستخدمها الأسرة.
تم العثور على PARP-1 بدلاً من هيستون H1 في الجينات النشطة. يوجد في نواة الخلية ويمكنه الكشف عن التمثيل الغذائي والكيميائي والاستجابة له على المستوى الخلوي على الفور. (مصدر: الجمعية الملكية للكيمياء)
كيف يحسن بروتين PARP-1 إصلاح الحمض النووي في الخلايا العصبية من خلال تعزيز النوم؟
إن خصائص محركات النوم والآليات التي يخفف بها النوم من ضغط التوازن الخلوي غير معروفة. تزداد مستويات تلف الحمض النووي في الذباب وسمك الزرد والفئران والبشر أثناء اليقظة وتنخفض أثناء النوم. نظهر أن 6 ساعات من النوم الثابت كافية لتقليل تلف الحمض النووي في الباليوم الظهري لأسماك الزرد.
تم تحفيز النوم وإصلاح الحمض النووي عن طريق تحريض تلف الحمض النووي بواسطة نشاط الخلايا العصبية والمطفرات. زادت بروتينات الاستجابة لتلف الحمض النووي (DDR) Rad52 و Ku80 أثناء النوم ، وزادت ديناميكيات الكروموسوم من نشاط Rad52.
بعد الحرمان من النوم ، زاد نشاط بادئ DDR PARP-1. شجع PARP-1 على النوم في كل من يرقات الزرد والفئران البالغة. وقد أدى تثبيطه إلى تقليل ديناميكيات الكروموسوم المعتمد على النوم وإصلاحه.
تُظهر هذه النتائج أن تلف الحمض النووي هو محرك استتباب للنوم وأن مسارات PARP-1 يمكنها اكتشاف هذا الضغط الخلوي وتسهيل النوم ونشاط الإصلاح. (مصدر: اكس مول)
كيف يكتشف DNA PARP-1 التلف ويصلح الخلايا؟
من خلال تشكيل التعديل اللاحق للترجمة poly ADP-ribose ، يؤثر PARP-1 على نسخ الجينات وإشارات موت الخلية وإصلاح الحمض النووي ADP-ribose. يرتبط PARP-1 بسرعة بتلف الحمض النووي أثناء الاستجابة الفسيولوجية للإجهاد السام الجيني ، مما يؤدي إلى تحفيز قوي لتخليق بولي ADP-الريبوز على مستوى قاعدي منخفض من نشاط PARP-1.
يعتمد فهم الوظيفة البيولوجية لـ PARP-1 على تلف الحمض النووي. ومع ذلك ، ظلت الأفكار الهيكلية حول الآليات الكامنة وراء هذا الأسلوب من التنظيم بعيدة المنال ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى بنية PARP-1 المعيارية للغاية المكونة من ستة مجالات. يستخدم PARP-1 أصابع الزنك الفريدة لاكتشاف اختراق الحمض النووي من خلال التفاعلات المستقلة عن التسلسل مع قواعد النوكليوتيدات المكشوفة ، وهي سمة مميزة لهياكل الحمض النووي التالفة والشاذة ، وفقًا للتحقيقات الهيكلية الحديثة.
استنادًا إلى التركيب البلوري للمجالات الحرجة لـ PARP-1 بالاقتران مع كسر خيط DNA ، تم الكشف عن طريقة ربط اكتشاف تلف الحمض النووي بإنتاج بولي ADP-ribose المحسن. تصطدم مجالات PARP-1 العديدة بالحمض النووي التالف ، مما يؤدي إلى إنشاء شبكة من التفاعلات بين المجالات التي تسبب تغيرات مزعزعة للاستقرار في المجال التحفيزي ، مما يؤدي إلى زيادة تخليق بولي ADP-الريبوز. (مصدر: المكتبة الوطنية للطب)