Η φυσική δεν είναι ο πρώτος επιστημονικός κλάδος που έρχεται στο μυαλό όταν αναφέρεται το DNA. Ωστόσο, οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει
Τι είναι τα τελομερή και γιατί είναι το κλειδί για μακροζωία;
Τα τελομερή είναι τα άκρα των χρωμοσωμάτων.Χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι δεν έχουν την ικανότητα να συνδέονται με άλλα χρωμοσώματα ή με θραύσματά τους. Στην ουσία επιτελούν προστατευτική λειτουργία.
Γι' αυτό θεωρούνται το κλειδί για τη μεγάλη διάρκεια ζωήςΖΩΗ. Προστατεύουν τα γονίδια από βλάβες, αλλά γίνονται ελαφρώς μικρότερα κάθε φορά που ένα κύτταρο διαιρείται. Αν γίνουν πολύ κοντά, το κύτταρο πεθαίνει. Η νέα ανακάλυψη θα βοηθήσει στην κατανόηση της γήρανσης και των ασθενειών.
Εικόνα 1: Κύτταρο, χρωμόσωμα και τελομερή.
Πίστωση: Fien Liflang/Πανεπιστήμιο Leiden
Πώς λειτουργούν τα τελομερή;
Κάθε κύτταρο στο σώμα μας έχει χρωμοσώματα,που φέρουν γονίδια. Καθορίζουν χαρακτηριστικά του σώματος, όπως η εμφάνιση και η ευαισθησία ενός ατόμου σε ορισμένες ασθένειες. Στα άκρα αυτών των χρωμοσωμάτων υπάρχουν τελομερή που τα προστατεύουν από βλάβες. Θυμίζουν κάπως αιγιέτες, πλαστικές μύτες στο τελείωμα μιας δαντέλας.
Το μήκος του DNA μεταξύ των τελομερών είναι δύο μέτρα,επομένως πρέπει να τυλίγεται για να χωράει στο κλουβί. Αυτό επιτυγχάνεται με το τύλιγμα του DNA γύρω από «πακέτα» πρωτεϊνών. Μαζί, το DNA και οι πρωτεΐνες ονομάζονται νουκλεοσώματα. Είναι οργανωμένα σε κάτι σαν χάντρα, με ένα νουκλεόσωμα, ένα κομμάτι ελεύθερου (ή αδέσμευτου) DNA, ένα νουκλεόσωμα κ.λπ.
Εικόνα 2: Τρεις διαφορετικές δομές DNA.
Πίστωση: Fien Liflang/Πανεπιστήμιο Leiden
Αυτή η σειρά από χάντρες στη συνέχεια διπλώνεται ακόμη περισσότερο. Το πώς συμβαίνει αυτό εξαρτάται από το μήκος του DNA μεταξύ των νουκλεοσωμάτων, τα σφαιρίδια στη χορδή. Δύο δομές που προκύπτουν μετά την αναδίπλωση ήταν ήδη γνωστές. Σε ένα από αυτά, δύο γειτονικά σφαιρίδια κολλάνε μεταξύ τους και ελεύθερο DNA κρέμεται μεταξύ τους (Εικ. 2Α ). Εάν το τμήμα DNA μεταξύ των σφαιριδίων είναι μικρότερο, οι γειτονικές χάντρες δεν έχουν χρόνο να κολλήσουν μεταξύ τους. Στη συνέχεια σχηματίζονται δύο στοίβες η μία δίπλα στην άλλη (Εικόνα 2Β).
Τι έχουν κάνει οι επιστήμονες;
Στη μελέτη τους, ο Van Noort και οι συνεργάτες τουβρήκε μια διαφορετική δομή τελομερούς. Εδώ τα νουκλεοσώματα είναι πολύ πιο κοντά μεταξύ τους, επομένως δεν υπάρχει πλέον ελεύθερο DNA μεταξύ των σφαιριδίων. Αυτό τελικά δημιουργεί μια μεγάλη έλικα, ή έλικα, DNA (Εικόνα 2C).
Η νέα δομή ανακαλύφθηκε με τη βοήθειασυνδυασμοί ηλεκτρονικής μικροσκοπίας και φασματοσκοπίας μοριακής δύναμης. Σε αυτό, το ένα άκρο του DNA είναι προσαρτημένο σε μια γυάλινη πλάκα και ένα μικροσκοπικό μαγνητικό σφαιρίδιο είναι προσαρτημένο στο άλλο. Ένα σετ ισχυρών μαγνητών πάνω από αυτή τη μπάλα χωρίζει το νήμα από τις "χάντρες". Μετρώντας τη δύναμη που απαιτείται για να τραβήξουμε τη μία «χάντρα» το ένα μετά το άλλο, μπορούμε να μάθουμε περισσότερα για το πώς διπλώνει το νήμα. Οι ερευνητές της Σιγκαπούρης χρησιμοποίησαν στη συνέχεια ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο για να πάρουν μια σαφέστερη εικόνα της δομής.
Τι θα φέρει η νέα ανακάλυψη;
Είναι, σύμφωνα με τους επιστήμονες, το «ιερό δισκοπότηρο»ΜΟΡΙΑΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ". Εάν οι βιολόγοι γνωρίζουν τη δομή των μορίων, θα τους δώσει περισσότερες πληροφορίες για το πώς ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται τα γονίδια. Και επίσης για το πώς τα ένζυμα στα κύτταρα αλληλεπιδρούν με τα τελομερή: για παράδειγμα, πώς επισκευάζουν και αντιγράφουν το DNA.
Η ανακάλυψη μιας νέας τελομερικής δομής θα βελτιωθείκατανόηση των δομικών στοιχείων στο σώμα. Και αυτό, με τη σειρά του, θα βοηθήσει τελικά στη μελέτη της γήρανσης και ασθενειών όπως ο καρκίνος και στην ανάπτυξη φαρμάκων για την καταπολέμησή τους.
Διαβάστε περισσότερα:
Μυστηριώδες «μπλε γκού» στον βυθό της θάλασσας μπερδεύει τους επιστήμονες
Αναπτύχθηκε γεννήτρια για αιολικά πάρκα χωρίς ακριβούς μαγνήτες
Δείτε ένα φαινόμενο που είναι απλά αδύνατο στον Άρη