Teisipäeval, 7. mail 2013. aastal kell 12.00 kaitseb Marko Lõoke Tartu ülikooli molekulaar- ja rakubioloogia instituudis (Riia 23B, Eesti biokeskuse auditoorium, ruum nr. 105) doktoritööd "Studies on DNA replication initiation in Saccharomyces cerevisiae" ("DNA replikatsiooni initsiatsiooni uurimine Saccharomyces cerevisiaes") rakubioloogia erialal.
Juhendaja: TÜ MRI vanemteadur Arnold Kristjuhan.
Oponent: Doktor John Diffley, Ühendkuningriigi Vähiuurimise Keskus (Cancer Research UK), Londoni Uurimisinstituut, Suurbritannia.
Kokkuvõte:
DNA kui eluslooduse keskne molekul kannab endas informatsiooni mis on vajalik organismi ülesehitamiseks ja funktsioneerimiseks. Selleks, et DNA-s olevast informatsioonist oleks võimalik luua elusat olendit, olgu see siis bakter või inimene, on esmalt vajalik seda informatsiooni lugeda ja edasi toimetada. Molekulaarses mõttes tähendab see seda, et DNA molekuli peal toimub pidev sagimine. Informatsiooni lugevad molekulaarsed masinad liiguvad üksteise järel mööda kromosoome ja kirjutavad selles sisalduva informatsiooni uude molekuli - RNA-sse. Saadud RNA molekulide alusel aga sünteesitakse elusate organismide peamised ehituskivid ehk valgud. Valkude ehitamiseks mõeldud informatsiooni lugemise taustal on aga vajalik tagada ka rakkude jagunemine. Selleks tuleb DNA-s sisalduv informatsioon edasi kanda kõikidesse tütarrakkudesse ja enne rakkude jagunemist olemasolevatest DNA molekulidest sünteesima uue koopia. Taaskord tuleb esmalt lugeda vanas DNA molekulis olev informatsioon ja selle alusel sünteesida uus. Siinkohal tuleb aga meeles pidada, et sünteesi aluseks oleval DNA-l on juba suur hulk teisi molekule, mis aitavad organismil funktsioneerida. DNA paljundamise masinavärk peab aga sellises olukorras, kus DNA juba on pidevas kasutuses, suutma ülima täpsusega sünteesida uue identse molekuli. Ühe eesmärgina antud uurimustöö raames uuritigi protsesse mis võimaldavad DNA täpse paljundamise sellises situatsioonis. Leidsime, et DNA kopeerimise algatamine on RNA-de pideva sünteesimise tõttu tõsiselt häiritud ja selle tõttu peab seda protsessi igas rakus korduvalt uuesti alustama. Õnneks ei kaota DNA kopeerimise masinad, mis on ajutiselt DNA molekulilt eemaldatud oma võimet uut DNA-d sünteesida. Lisaks DNA kasutamise suurele intensiivsusele raskendab DNA kasutamist ka selle molekuli suurus. Näiteks inimese DNA kogupikkus on 3 meetrit, see tuleb aga mahutada 100 mikromeetri pikkustesse rakkudesse. Selle võimaldamiseks on DNA tihedalt kokku pakitud, analoogselt niidile mis on keeratud ümber niidirulli. DNA kopeerimise algatamiseks tuleb seega esmalt leida piirkonnad mille kokkupakkimise aste on väiksem ja millele on võimalik hõlpsalt juurde pääseda. Seda protsessi uurides leidsime, et rakkudes hoitakse DNA kopeerimise algatamiseks mõeldud alad aktiivselt ligipääsetavatena. Kui neid piirkondi liigutada teistesse kromosoomidesse, jäävad nad endiselt avatuks. Sellise olukorra tagamiseks seonduvad DNA-le spetsiifilised valgud mis takistavad selle kokku pakkimist. Kui need valgud eemaldada või muteerida DNA piirkondi kuhu nad seonduvad, on DNA kopeerimise algatamine häiritud.