Od dawna znany jest fakt, że promieniowanie UV może niszczyć DNA, ograniczając jego zdolność do replikacji oraz wzajemnych oddziaływań z białkami, jak również może być przyczyną raka skóry. Niewiele jednak było do tej pory wiadomo na temat wpływu promieni UV na mechaniczną elastyczność łańcucha DNA. Problem ten zbadała grupa naukowców z uniwersytetu Duke.
Zespół badaczy pod przewodnictwem Piotra Marszałka przeprowadził pomiary spektroskopowe na pojedynczych cząsteczkach wirusowego DNA, ukazujące rozwijanie się podwójnej helisy DNA pod wpływem promieniowania UV. Pojedyncze cząsteczki DNA dosłownie chwytano końcówką sondowego mikroskopu skaningowego i rozciągano, mierząc jednocześnie wytwarzane siły. Te pomiary "rozciągania i swobodnego puszczania" pozwalają dokładnie określić zmiany elastyczności łańcuchów DNA. Pod wpływem światła UV, profil siły rozciągania wirusowego DNA ulega znaczącym zmianom, z bezpośrednim przełożeniem na wielkość dawki promieniowania. Krzywa zależności wydłużenia nici DNA od siły rozciągania charakteryzuje się odcinkiem płaskiej zależności siły od wydłużenia, który zostaje istotnie skrócony w efekcie wystawienia cząsteczki na działanie promieni UV.
Światło UV prowadzi do powstawania poprzecznych wiązań między składowymi zasadami DNA w łańcuchach polinukleotydowych, jak również wywołuje uszkodzenia poprzez łączenie bezpośrednio przylegających łańcuchów. Niewielkie zmiany struktury spowodowane poprzecznymi wiązaniami mogą mieć bardzo znaczący wpływ na zdolność DNA do rozpoznawania specyficznych cząsteczek i tym samym całkowicie zakłócić jego zdoloność replikacji i komunikacji z jednostkami odpowiedzialnymi za transkrypcję genów i syntezę białek.
Są to pierwsze tego typu badania, wiążące nanomechanikę DNA ze stopniem jego zniszczenia, twierdzi Marszałek. Wierzy on, że ta praca otwiera drzwi dla użycia pomiarów spektroskopowych siły sprężystości DNA w celach diagnostycznych.


www.bio.com, April 24, 2007