జర్నల్ ఆఫ్ మైక్రోబియల్ & బయోకెమికల్ టెక్నాలజీ

నైరూప్య

DNA స్పైరల్ సూపర్‌కాయిలింగ్ మరియు ఇంట్రామోలిక్యులర్ టోపోలాజికల్ ఇంటర్‌లింక్

Xitai Huang, Jia Yu, Zhenfeng Zhang మరియు Kou Cao

ఎస్చెరిచియా కోలి క్రోమోజోమ్ DNA ఆర్కిమీడియన్ స్పైరల్‌లైక్ సూపర్‌కాయిలింగ్ యొక్క ఉపకణాలను కలిగి ఉన్నట్లు గతంలో గమనించబడింది. కణాలు అటువంటి DNA నిర్మాణాన్ని ఎలా నిర్మిస్తాయో తెలియదు. ప్రస్తుత అధ్యయనంలో, అటామిక్ ఫోర్స్ మైక్రోస్కోపీ (AFM) చిత్రాలు సూపర్‌కాయిల్డ్ pBR322 DNA 0.5 μg/ml ఇథిడియం బ్రోమైడ్ (EB)తో ఇంటర్‌కలేషన్‌పై ఒక మురి నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తుందని చూపించాయి, ఇది సున్నా సూపర్‌హెలికల్ సాంద్రతగా పరిగణించబడుతుంది. ఒక నవల టోపోలాజికల్ బాండ్, ఇంట్రామోలెక్యులర్ టోపోలాజికల్ ఇంటర్‌లింక్ (ITL), DNA స్పైరల్ నిర్మాణాన్ని ప్రోత్సహిస్తుందని కొత్త ఆధారాలు సూచించాయి. ఇంటర్‌కలేషన్ లేకుండా, సూపర్‌కాయిల్డ్ pBR322 DNA సూపర్‌కాయిల్ సాంద్రత యొక్క అసమాన పంపిణీతో ప్లెక్టోనిమికల్ సూపర్‌కాయిల్‌ను ప్రదర్శిస్తుంది. డిఎన్‌ఎను EB (20 μg/ml) ద్వారా ఇంటర్‌కలేటెడ్ చేసినప్పుడు కూడా ఇలాంటి పరిశీలన జరిగింది. వివిధ సూపర్‌హెలికల్ డెన్సిటీ డొమైన్‌లుగా ట్విస్టింగ్ మరియు కంపార్ట్ చేసిన వృత్తాకార DNA హెలికల్ డబుల్ స్ట్రాండ్‌లను నిరోధించడానికి ITL బ్రేక్‌గా పనిచేస్తుందని ఫలితాలు సూచించాయి. DNA ఆల్కలీన్‌లో డీనాట్ చేయబడినప్పుడు, ITL స్థిరంగా ఉందని AFM చిత్రాలు చూపించాయి. డీనేచర్ చేయబడిన pBR322 DNA పరిమితి ఎండోన్యూకలీస్ PstIతో కత్తిరించబడినందున, జీర్ణమైన DNA రెండు ఉచిత కట్ చివరలతో మధ్యలో కలుస్తుంది. సహజమైన pBR322 DNAను HindIII మరియు సైట్-నిర్దిష్ట నికేస్ Nbతో జీర్ణం చేసినప్పుడు ఇంటర్‌లింక్డ్ ఇంటర్మీడియట్‌లను గమనించవచ్చు. Bpu10I. ITL pBR322 DNAలో ఉందని మరియు DNA స్పైరల్ సూపర్‌కాయిలింగ్‌కు కారణమవుతుందని అన్ని ఆధారాలు సూచిస్తున్నాయి. వివిధ ITL సంఖ్యతో ఉన్న DNA టోపోయిసోమర్‌లు ఎలెక్ట్రోఫోరేసిస్‌లో బ్యాండ్‌ల నిచ్చెనలోకి నడుస్తాయని కనుగొనబడింది, ఇది E. కోలి గైరేస్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన DNA టోపోయిసోమర్‌ల నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది. E. కోలి సెల్ ఎక్స్‌ట్రాక్ట్‌ను కలిగి ఉన్న సెల్ ఫ్రీ సిస్టమ్‌లో, రిలాక్స్డ్ cccDNA సబ్‌స్ట్రేట్ నుండి ITL DNA టోపోయిసోమర్‌ల ఉత్పత్తికి టోపోయిసోమెరేస్ IV అవసరమని మేము నిరూపించాము. సమిష్టిగా, ITL DNA టోపోలాజికల్ నిర్మాణం యొక్క నవల మూలకాన్ని సూచిస్తుందని మా డేటా సూచిస్తుంది. DNA స్పైరల్ సూపర్‌కాయిలింగ్ అనేది సెల్‌లో ఉన్న సార్వత్రిక నిర్మాణం కావచ్చు.