La fisica non è la prima disciplina scientifica che viene in mente quando si parla del DNA. Tuttavia, gli scienziati hanno scoperto
Cosa sono i telomeri e perché sono la chiave per una lunga vita?
I telomeri sono le estremità dei cromosomi.Sono caratterizzati dal fatto che non hanno la capacità di connettersi con altri cromosomi o con i loro frammenti. In sostanza, svolgono una funzione protettiva.
Ecco perché sono considerati la chiave per una lunga vitavita. Proteggono i geni dai danni, ma diventano leggermente più corti ogni volta che una cellula si divide. Se diventano troppo corti, la cellula muore. La nuova scoperta aiuterà a comprendere l’invecchiamento e le malattie.
Figura 1: cellula, cromosoma e telomeri.
Credito: Fien Lflang/Leiden University
Come funzionano i telomeri?
Ogni cellula del nostro corpo ha cromosomi,che trasportano i geni. Determinano le caratteristiche del corpo, come l'aspetto di una persona e la suscettibilità a determinate malattie. Alle estremità di questi cromosomi ci sono i telomeri che li proteggono dai danni. Ricordano un po' le aiguillette, punte di plastica all'estremità di un pizzo.
La lunghezza del DNA tra i telomeri è di due metri,pertanto deve essere arrotolato per adattarsi alla gabbia. Ciò si ottiene avvolgendo il DNA attorno a “pacchetti” di proteine; Insieme, DNA e proteine sono chiamati nucleosomi. Sono organizzati in qualcosa come una perla, con un nucleosoma, un pezzo di DNA libero (o non legato), un nucleosoma e così via.
Figura 2: tre diverse strutture del DNA.
Credito: Fien Lflang/Leiden University
Questo filo di perline viene poi piegato ulteriormente. Il modo in cui ciò avviene dipende dalla lunghezza del DNA tra i nucleosomi, le perle sulla corda. Erano già note due strutture che si formano dopo il ripiegamento. In una di esse, due perle adiacenti si attaccano insieme e il DNA libero è sospeso tra di loro (Fig. 2A). Se il segmento di DNA tra le sfere è più corto, le sfere adiacenti non hanno il tempo di aderire insieme. Si formano quindi due pile una accanto all'altra (Figura 2B).
Che cosa hanno fatto gli scienziati?
Nel loro studio, Van Noort e colleghihanno trovato una diversa struttura dei telomeri. Qui i nucleosomi sono molto più vicini tra loro, quindi non c'è più DNA libero tra le sfere. Questo alla fine crea una grande elica, o elica, di DNA (Figura 2C).
La nuova struttura è stata scoperta con l'aiutocombinazioni di microscopia elettronica e spettroscopia di forza molecolare. In esso, un'estremità del DNA è attaccata a un vetrino e una minuscola perla magnetica è attaccata all'altra. Una serie di potenti magneti sopra questa sfera separa il filo dalle “perline”. Misurando la forza necessaria per separare una "perlina" una dopo l'altra, possiamo imparare di più su come si piega il filo. I ricercatori di Singapore hanno poi utilizzato un microscopio elettronico per ottenere un quadro più chiaro della struttura.
Cosa porterà la nuova scoperta?
Secondo gli scienziati lei è il "Santo Graal"biologia molecolare". Se i biologi conoscessero la struttura delle molecole, avrebbero maggiori informazioni su come i geni vengono attivati e disattivati. E anche su come gli enzimi nelle cellule interagiscono con i telomeri: ad esempio, come riparano e copiano il DNA.
La scoperta di una nuova struttura telomerica miglioreràcomprendere gli elementi costitutivi del corpo. E questo, a sua volta, aiuterà in definitiva a studiare l’invecchiamento e malattie come il cancro, e a sviluppare farmaci per combatterli.
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