Négyszeres spirálokat laboratóriumokban már állítottak elõ, azonban csupán kuriózumként tekintettek rájuk, mivel nem volt bizonyíték arra, hogy a természetben is léteznének. Most a Cambridge Egyetem kutatói az emberi ráksejtekben azonosították. A felfedezés 10 évnyi kutató munka eredménye.

A kutatók hatvan évvel ezelõtt arról számoltak be, hogy az emberi DNS, amely meghatározza az egyének genetikai kódját, kettõs spirált alkot. Hatvan évvel ezelõtt James Watson és Francis Crick azzal a hírrel robbant be a köztudatba, hogy bejelentették, megfejtették az élet titkát. Megállapították ugyanis, hogy a DNS nem más, mint két hosszú kémiai lánc spirális kapcsolódása. A most felfedezett négyszeres spirál a tudósok szerint a rákos sejtekkel van összefüggésben. A szakemberek azt remélik, hogy mostani felfedezésükkel új utakat nyithatnak a betegség kezelésében.

A DNS négyszálas csomagjait, amit G-kvadruplexeknek neveztek el, négy guanin bázis kölcsönhatása alkotja, melyek együtt egy négyzetet hoznak létre. Látszólag múlandó objektumok, számuk az osztódni készülõ sejtekben a legmagasabb. A kromoszómák magjában, illetve a kromoszómavégek összetapadásával szemben, valamint a DNS-t a sejtosztódás során a folyamatos rövidüléstõl védõ telomerekben, a kromoszómák csúcsain bukkannak fel.

Segít a rák legyõzésében?

Mivel a rákos sejtek nagyon gyorsan osztódnak és gyakran sérültek a telomereik, elképzelhetõ, hogy a négyes spirál a rákos sejtek egyedi vonása lehet. Ha ez bebizonyosodna, akkor az azt jelentené, hogy a rájuk irányuló kezelések nem fogják károsítani az egészséges sejteket. "Remélem, felfedezésünk megingatja azt a dogmát, miszerint ténylegesen sikerült megismernünk a DNS szerkezetét, mivel Watson és Crick 1963-ban megoldotta" - nyilatkozott Shankar Balasubramanian, a kutatás vezetõje.

Balasubramanian csapata egy, a kizárólag a négyes spirálhoz kapcsolódó antitest segítségével azonosította a szokatlan szerkezetet. Hogy megállítsák a hagyományos DNS-be való szálakra bomlást, a kutatók egy molekulának, az úgynevezett pyridostatinnak tették ki a sejteket, ami foglyul ejti a négyes spirálokat, bárhol alakuljanak is ki. Ez lehetõvé tette a kutatók számára, hogy megszámolják a G-kvadruplexeket a sejtciklus különbözõ szakaszaiban. A négyes spirál az "S-fázisban" érte el a legmagasabb számot, ez a DNS replikáció szakasza, amikor a sejt megkettõzi DNS-eit az osztódás elõtt. "Úgy gondolom, hogy a normális sejtekben is léteznek, de szerintem lesznek különbségek a rákos sejtekhez viszonyítva" - mondta Balasubramanian.

Sejtése szerint a négyes spirált kaotikus genetikai mutációk és a rákos vagy a rákot megelõzõ sejtek reorganizációja lendíti akcióba. "Ez a kutatás rávilágít ezeknek a szokatlan DNS szerkezeteknek a rák legyõzésében betöltendõ potenciális szerepére. A következõ lépés, hogy megtaláljuk, hogyan vehetjük célba ezeket" - tette hozzá Julie Sharp a kutatást finanszírozó Brit Rákkutató Intézet munkatársa.

Egy másik fontos kérdés, amire Balasubramanian és más kutatók is megpróbálnak választ találni, vajon a négyes spirál szerepet játszik-e az embrió fejlõdésében és vajon egy ilyen szerep véletlenül reaktiválódik-e a rákos sejtekben. "Azt szeretnénk kideríteni, hogy a kvadruplexek a természet kellemetlenségei, vagy szándékosan vannak ott?" - összegzett Balasubramanian.

A DNS

A dezoxiribonukleinsav (közismert rövidítése: DNS) a nukleinsavaknak azon típusa, melyben a nukleotid alegységek dezoxiribózt tartalmaznak. Biológiai jelentõsége igen fontos. A biológiai információ átadódását egyik generációtól az azt követõ generációnak az örökítõanyag teszi lehetõvé. A prokarióták és eukarióták genetikai információját hordozó anyag (genom) a DNS, vírusokban a genom lehet DNS vagy RNS.

A DNS szerkezete lehetõvé teszi az információ majdnem tökéletesen stabil tárolását, pontos megkettõzõdését és átadását. A DNS kémiai szerkezete magában rejti az evolúcióban fontos szerkezetváltozás lehetõségét is. Az információ nemcsak a fehérjék szerkezetére vonatkozik, hanem módot nyújt azok szintézisének mennyiségi és idõbeli szabályozására is, így végsõ soron a sejtek csaknem valamennyi funkciója a DNS ellenõrzése alatt áll. A fehérjék szerkezetére vonatkozó információ hárombetûs genetikai kód formájában tárolódik és adódik át. Az információáramlás iránya kevés kivételtõl eltekintve: DNS → RNS → fehérje.

A DNS alakja kettõs csavar, de kettõs hélixnek is nevezhetjük. Sajnos a magyar irodalomban a "kettõs spirál" név terjedt el Watson The Double Helix címû könyvének nem szerencsés magyar fordítása nyomán (A kettõs spirál). A spirál fokozatosan változó átmérõjû, míg a DNS-szerkezete állandó átmérõjû, tehát hélix. Mint ahogy az a nevébõl is látható a DNS egy nukleinsav. A nukleinsavak ismétlõdõ nukleotid egységekbõl álló nagy méretû molekulák (polimerek). Minden nukleotid három egymáshoz kapcsolódó elembõl áll. Egy nitrogén tartalmú szerves bázisból (adenin, timin, citozin, guanin), egy pentóz cukorból (dezoxiribóz) és egy foszfátcsoportból. Egy új tudományos felfedezés szerint a GFAJ-1 baktérium DNS-e foszfor helyett arzént is tartalmazhat.