Natuurkunde is niet de eerste wetenschappelijke discipline die in je opkomt als er sprake is van DNA. Wetenschappers hebben het echter ontdekt
Wat zijn telomeren en waarom zijn ze de sleutel tot een lang leven?
Telomeren zijn de uiteinden van chromosomen.Ze worden gekenmerkt door het feit dat ze het vermogen missen om verbinding te maken met andere chromosomen of hun fragmenten. In wezen vervullen ze een beschermende functie.
Daarom worden ze beschouwd als de sleutel tot een lang levenleven. Ze beschermen genen tegen schade, maar worden elke keer dat een cel zich deelt iets korter. Als ze te kort worden, sterft de cel. De nieuwe ontdekking zal veroudering en ziekte helpen begrijpen.
Figuur 1: Cel, chromosoom en telomeren.
Credit: Fien Liflang/Universiteit Leiden
Hoe werken telomeren?
Elke cel in ons lichaam heeft chromosomen,die genen dragen. Ze bepalen kenmerken van het lichaam, zoals het uiterlijk van een persoon en de gevoeligheid voor bepaalde ziekten. Aan de uiteinden van deze chromosomen bevinden zich telomeren die hen beschermen tegen schade. Ze doen een beetje denken aan aiguillettes, plastic puntjes aan het uiteinde van een veter.
De lengte van het DNA tussen telomeren is twee meter,daarom moet het worden opgerold zodat het in de kooi past. Dit wordt bereikt door DNA rond ‘pakketjes’ eiwitten te wikkelen; Samen worden DNA en eiwitten nucleosomen genoemd. Ze zijn georganiseerd in zoiets als een kraal, met een nucleosoom, een stukje vrij (of ongebonden) DNA, een nucleosoom, enzovoort.
Figuur 2: Drie verschillende DNA-structuren.
Credit: Fien Liflang/Universiteit Leiden
Dit kralensnoer wordt vervolgens nog verder gevouwen. Hoe dit gebeurt, hangt af van de lengte van het DNA tussen de nucleosomen, de kralen aan het touwtje. Twee structuren die ontstaan na het vouwen waren al bekend. In één ervan plakken twee aangrenzende kralen aan elkaar, en vrij DNA hangt ertussen (Fig. 2A). Als het DNA-segment tussen de kralen korter is, hebben aangrenzende kralen geen tijd om aan elkaar te plakken. Er worden dan twee stapels naast elkaar gevormd (Figuur 2B).
Wat hebben de wetenschappers gedaan?
In hun onderzoek, Van Noort en collega'shebben een andere telomeerstructuur gevonden. Hier liggen de nucleosomen veel dichter bij elkaar, waardoor er geen vrij DNA meer tussen de kralen zit. Hierdoor ontstaat uiteindelijk één grote helix, of helix, van DNA (Figuur 2C).
Met de hulp werd de nieuwe structuur ontdektcombinaties van elektronenmicroscopie en moleculaire krachtspectroscopie. Daarin is het ene uiteinde van het DNA aan een glasplaatje bevestigd en aan het andere uiteinde een klein magnetisch kraaltje. Een set sterke magneten boven dit bolletje scheidt de draad van de “kralen”. Door de kracht te meten die nodig is om de ene "kraal" uit elkaar te trekken, kunnen we meer te weten komen over hoe de draad vouwt. De onderzoekers uit Singapore gebruikten vervolgens een elektronenmicroscoop om een duidelijker beeld van de structuur te krijgen.
Wat brengt de nieuwe ontdekking?
Zij is volgens wetenschappers de ‘heilige graal’moleculaire biologie". Als biologen de structuur van moleculen kennen, zal het hen meer informatie geven over hoe genen aan- en uitgeschakeld worden. En ook over de interactie van enzymen in cellen met telomeren: hoe ze bijvoorbeeld DNA repareren en kopiëren.
De ontdekking van een nieuwe telomere structuur zal verbeterenhet begrijpen van de bouwstenen in het lichaam. En dit zal op zijn beurt uiteindelijk helpen bij het bestuderen van veroudering en ziekten zoals kanker, en bij het ontwikkelen van medicijnen om deze te bestrijden.
Lees verder:
Mysterieuze 'blue goo' op de bodem van de zee verbijstert wetenschappers
Ontwikkelde generator voor windparken zonder dure magneten
Kijk naar een fenomeen dat gewoon onmogelijk is op Mars