Бактерии показали необычный путь передачи информации от белка к ДНК

Видимо, таким образом они улучшают собственную защиту от вирусов.

У бактерии Escherichia coli обнаружен необычный механизм синтеза ДНК: одна из цепей создается вообще без использования ДНК или РНК. Вместо нуклеиновой кислоты последовательность будущей ДНК задают аминокислоты самого белка — это первый подобный случай.

Речь идет о системе DRT3, использующей две обратные транскриптазы: DRT3a и DRT3b. Первый фермент действует как обычно и синтезирует ДНК по РНК-матрице, но второй работает иначе: две аминокислоты рядом с его активным центром определяют, какие нуклеотиды будут добавляться в цепь.

В результате DRT3b создает повторяющуюся последовательность C-A-C-A-C-A. Исследование структуры фермента показало, что одна из ключевых аминокислот способствует включению в цепочку аденина, а другая — цитозина. Изменение этих аминокислот нарушало синтез ДНК и противовирусную защиту бактерии.

Еще одна особенность DRT3 связана с формированием двойной спирали: две цепи ДНК синтезируются независимо друг от друга и получают информацию из разных источников: одна — из РНК, вторая — из белка. Только после завершения синтеза они соединяются в полноценную двухцепочечную ДНК; при обычной репликации одна существующая цепь служит матрицей для второй.

Необычная система играет роль молекулярной ловушки для вирусов. В нормальном состоянии бактериальный фермент RecBCD уничтожает ДНК, созданную DRT3; некоторые вирусы подавляют RecBCD, пытаясь ослабить защиту клетки, но тем самым позволяют необычной ДНК накапливаться. После этого бактерия прекращает рост, лишая вирус возможности эффективно размножаться и распространяться среди соседних клеток.

Исследователи пока не установили точный механизм остановки роста бактерии. В последующих опытах ученые намерены выяснить, существуют ли другие белки, способные создавать ДНК по аминокислотной матрице.