الفيزياء ليست المجال العلمي الأول الذي يتبادر إلى الذهن عند ذكر الحمض النووي. ومع ذلك، اكتشف العلماء
ما هي التيلوميرات ولماذا هي مفتاح الحياة الطويلة؟
التيلوميرات هي نهايات الكروموسومات.وتتميز بحقيقة أنها تفتقر إلى القدرة على الاتصال بالكروموسومات الأخرى أو شظاياها. في جوهرها، فإنها تؤدي وظيفة وقائية.
ولهذا السبب يعتبرون مفتاح الحياة الطويلةحياة. إنها تحمي الجينات من التلف، لكنها تصبح أقصر قليلاً في كل مرة تنقسم فيها الخلية. وإذا أصبحت قصيرة جدًا، تموت الخلية. سيساعد الاكتشاف الجديد على فهم الشيخوخة والمرض.
الشكل 1: الخلية والكروموسوم والتيلوميرات.
الائتمان: فين ليفلانغ / جامعة ليدن
كيف تعمل التيلوميرات؟
كل خلية في جسمنا تحتوي على كروموسومات،التي تحمل الجينات. وهي تحدد خصائص الجسم، مثل مظهر الشخص وقابليته للإصابة ببعض الأمراض. وفي نهايات هذه الكروموسومات توجد تيلوميرات تحميها من التلف. إنها تذكرنا إلى حد ما بـ aiguillettes، وهي أطراف بلاستيكية في نهاية الدانتيل.
ويبلغ طول الحمض النووي بين التيلوميرات مترين،لذلك يجب لفها لتناسب القفص. ويتم تحقيق ذلك عن طريق لف الحمض النووي حول "حزم" من البروتينات؛ يُطلق على الحمض النووي والبروتينات معًا اسم النيوكليوزومات. يتم تنظيمها في شيء يشبه الخرزة، مع جسيم نووي، وقطعة من الحمض النووي الحر (أو غير المرتبط)، وجسيم نووي، وما إلى ذلك.
الشكل 2: ثلاثة هياكل مختلفة للحمض النووي.
الائتمان: فين ليفلانغ / جامعة ليدن
ثم يتم طي هذه السلسلة من الخرز إلى أبعد من ذلك. كيفية حدوث ذلك تعتمد على طول الحمض النووي بين النيوكليوزومات، والخرز الموجود على الخيط. هناك بنيتان تنشأان بعد الطي معروفتان بالفعل. في إحداهما، تلتصق خرزتان متجاورتان معًا، ويتكون الحمض النووي الحر. معلقة بينهما (الشكل 2 أ). إذا كان جزء الحمض النووي بين الخرزات أقصر، فلن يكون لدى الخرزات المجاورة الوقت للالتصاق ببعضها البعض. ثم يتم تشكيل مكدسين بجانب بعضهما البعض (الشكل 2 ب).
ماذا فعل العلماء؟
في دراستهم، فان نورت وزملاؤهوجدت بنية مختلفة للتيلومير. هنا تكون النيوكليوسومات أقرب إلى بعضها البعض، لذلك لم يعد هناك أي حمض نووي حر بين الخرزات. وهذا في النهاية يخلق حلزونًا واحدًا كبيرًا، أو حلزونًا، للحمض النووي (الشكل 2C).
تم اكتشاف الهيكل الجديد بمساعدةمزيج من المجهر الإلكتروني ومطياف القوة الجزيئية. وفيه، يتم ربط أحد طرفي الحمض النووي بشريحة زجاجية، ويتم ربط خرزة مغناطيسية صغيرة بالطرف الآخر. هناك مجموعة من المغناطيسات القوية فوق هذه الكرة تفصل الخيط عن "الخرز". ومن خلال قياس القوة المطلوبة لسحب "خرزة" واحدة تلو الأخرى، يمكننا معرفة المزيد حول كيفية طي الخيط. ثم استخدم الباحثون السنغافوريون المجهر الإلكتروني للحصول على صورة أوضح للهيكل.
ماذا سيجلب الاكتشاف الجديد؟
إنها، بحسب العلماء، "الكأس المقدسة"البيولوجيا الجزيئية". إذا عرف علماء الأحياء بنية الجزيئات، فسوف يمنحهم ذلك المزيد من المعلومات حول كيفية تشغيل الجينات وإيقافها. وأيضًا حول كيفية تفاعل الإنزيمات في الخلايا مع التيلوميرات: على سبيل المثال، كيفية إصلاح ونسخ الحمض النووي.
سوف يتحسن اكتشاف بنية تيلوميرية جديدةفهم الوحدات البنائية في الجسم. وهذا بدوره سيساعد في نهاية المطاف في دراسة الشيخوخة والأمراض مثل السرطان، وتطوير الأدوية لمكافحتها.
قراءة المزيد:
"اللزوجة الزرقاء" الغامضة في قاع البحر تحير العلماء
مولد مطور لمزارع الرياح بدون مغناطيسات باهظة الثمن
انظر إلى ظاهرة مستحيلة على كوكب المريخ