פיזיקה היא לא הדיסציפלינה המדעית הראשונה שעולה בראש כשמזכירים את ה-DNA. עם זאת, מדענים גילו
מהם טלומרים ומדוע הם המפתח לחיים ארוכים?
טלומרים הם הקצוות של הכרומוזומים.הם מתאפיינים בכך שהם חסרים את היכולת להתחבר לכרומוזומים אחרים או לשברים שלהם. למעשה, הם מבצעים תפקיד מגן.
לכן הם נחשבים למפתח לחיים ארוכיםחַיִים. הם מגנים על גנים מפני נזק, אך הם הופכים מעט קצרים יותר בכל פעם שתא מתחלק. אם הם הופכים קצרים מדי, התא מת. התגלית החדשה תעזור להבין הזדקנות ומחלות.
איור 1: תא, כרומוזום וטלומרים.
קרדיט: Fien Liflang/אוניברסיטת ליידן
כיצד פועלים הטלומרים?
לכל תא בגופנו יש כרומוזומים,הנושאים גנים. הם קובעים מאפיינים של הגוף, כגון המראה של האדם ורגישותו למחלות מסוימות. בקצות הכרומוזומים הללו ישנם טלומרים המגנים עליהם מפני נזק. הם מזכירים קצת אייג'ילטים, קצות פלסטיק בקצה של תחרה.
אורך ה-DNA בין הטלומרים הוא שני מטרים,לכן יש לגלגל אותו כדי להתאים לכלוב. זה מושג על ידי עטיפה של DNA סביב "מנות" של חלבונים; יחד, DNA וחלבונים נקראים נוקלאוזומים. הם מאורגנים למשהו כמו חרוז, עם נוקלאוזום, חתיכת DNA חופשי (או לא קשור), נוקלאוזום וכן הלאה.
איור 2: שלושה מבני DNA שונים.
קרדיט: Fien Liflang/אוניברסיטת ליידן
מחרוזת החרוזים הזו מקופלת עוד יותר. איך זה קורה תלוי באורך ה-DNA בין הנוקלאוזומים, החרוזים על המחרוזת. שני מבנים שנוצרים לאחר הקיפול כבר היו ידועים. באחד מהם, שני חרוזים סמוכים נצמדים זה לזה, ו-DNA חופשי תלוי ביניהם (איור 2A). אם קטע ה-DNA בין החרוזים קצר יותר, לחרוזים סמוכים אין זמן להיצמד זה לזה. שני ערימות נוצרות זו לצד זו (איור 2B).
מה עשו המדענים?
במחקר שלהם, ואן נורט ועמיתיומצא מבנה טלומרים שונה. כאן הנוקלאוזומים קרובים הרבה יותר זה לזה, כך שאין עוד DNA חופשי בין החרוזים. זה בסופו של דבר יוצר סליל אחד גדול, או סליל, של DNA (איור 2C).
המבנה החדש התגלה בעזרתושילובים של מיקרוסקופיה אלקטרונית וספקטרוסקופיה של כוח מולקולרי. בו, קצה אחד של ה-DNA מחובר לשקופית זכוכית, ולאחר מחובר חרוז מגנטי זעיר. סט של מגנטים חזקים מעל הכדור הזה מפריד בין החוט ל"חרוזים". על ידי מדידת הכוח הנדרש כדי למשוך "חרוז" אחד אחד אחרי השני, נוכל ללמוד יותר על איך החוט מתקפל. החוקרים מסינגפור השתמשו אז במיקרוסקופ אלקטרוני כדי לקבל תמונה ברורה יותר של המבנה.
מה תביא התגלית החדשה?
היא, על פי מדענים, "הגביע הקדוש"ביולוגיה מולקולרית". אם ביולוגים יודעים את המבנה של מולקולות, זה ייתן להם מידע נוסף על האופן שבו גנים מופעלים ומכבים. וגם על האופן שבו אנזימים בתאים מקיימים אינטראקציה עם טלומרים: למשל, איך הם מתקנים ומעתיקים DNA.
הגילוי של מבנה טלומרי חדש ישתפרהבנת אבני הבניין בגוף. וזה, בתורו, יעזור בסופו של דבר לחקור הזדקנות ומחלות כמו סרטן, ולפתח תרופות להילחם בהן.
קרא עוד:
ה'בלו הכחול' המסתורי בקרקעית הים מבלבל את המדענים
גנרטור פותח לחוות רוח ללא מגנטים יקרים
תראו תופעה שפשוט בלתי אפשרית במאדים