Когда вы слышите упоминание ДНК, физика обычно не первая научная дисциплина, которая приходит на ум. Однако Джон ван Ноорт из Лейденского института физики (LION) в Нидерландах является одним из ученых, обнаруживших новую структуру ДНК. Как биофизик, он использует методы физики для биологических экспериментов. Это также привлекло внимание биологов из Наньянского технологического университета в Сингапуре, которые попросили его помочь изучить структуру ДНК теломер. Они опубликовали результаты в научном журнале Nature.
Теломера – это область повторяющихся последовательностей ДНК в конце хромосомы. Теломеры защищают концы хромосом от изнашивания или спутывания. Каждый раз, когда клетка делится, теломеры становятся немного короче. В конце концов, они становятся настолько короткими, что клетка больше не может успешно делиться, и клетка умирает.
Нитка бус
Каждая клетка нашего тела содержит хромосомы, которые несут гены, определяющие наши характеристики (например, то, как мы выглядим). На концах этих хромосом находятся теломеры, которые защищают хромосомы от повреждений. Они немного похожи на аглеты, пластиковые наконечники на концах шнурков.
Поскольку длина ДНК между теломерами составляет два метра, она должна быть свернута, чтобы поместиться в клетке. Это достигается путем обертывания ДНК вокруг пакетов белков. Вместе ДНК и белки известны как нуклеосома. Они организованы в нечто похожее на нитку бус, с нуклеосомой, кусочком свободного (или несвязанного) ДНК, нуклеосома и так далее. Вместе ДНК и белки известны как нуклеосома. Они организованы в нечто похожее на нитку бус, с нуклеосомой, кусочком свободного (или несвязанного) ДНК, нуклеосома и так далее.
Затем эта нить бус сворачивается еще больше. Как это происходит, зависит от длины ДНК между нуклеосомами, бусин на нитке. Две структуры, которые возникают после складывания, уже были известны. В одном из них две соседние гранулы слипаются, а свободная ДНК висит между ними. Если кусочек ДНК между шариками короче, соседним шарикам не удается склеиться. Затем рядом друг с другом образуются две стопки.
В своем исследовании Ван Ноорт и его коллеги обнаружили другую структуру теломер. Здесь нуклеосомы расположены намного ближе друг к другу, поэтому между гранулами больше нет свободной ДНК. В конечном итоге это создает одну большую спираль, или спираль, ДНК.
Магнит
Новая структура была обнаружена с помощью комбинации электронной микроскопии и молекулярно-силовой спектроскопии. Последний метод разработан в лаборатории Ван Ноорта. Здесь один конец ДНК прикреплен к предметному стеклу, а к другому прикреплен крошечный магнитный шарик. Набор сильных магнитов над этим шаром затем раздвигает нитку жемчуга. Измеряя силу, необходимую для того, чтобы раздвинуть бусины одну за другой, вы узнаете больше о том, как складывается нить. Затем исследователи из Сингапура использовали электронный микроскоп, чтобы получить более полное представление о структуре.
Структура, по словам Ван Ноорта, является “святым граалем молекулярной биологии”. Если мы знаем структуру молекул, это даст нам больше информации о том, как включаются и выключаются гены и как ферменты в клетках справляются с теломерами: например, как они восстанавливают и копируют ДНК. Открытие новой теломерной структуры улучшит наше понимание строительных блоков в организме. А это, в свою очередь, в конечном итоге поможет нам изучать старение и такие болезни, как рак, и разрабатывать лекарства для борьбы с ними, информирует
SCITECHDAILY.
Ранее мы сообщали о продукте питания, способствующем увеличению продолжительности жизни.