Fizyka nie jest pierwszą dyscypliną naukową, która przychodzi na myśl, gdy wspomina się o DNA. Jednak naukowcy odkryli
Czym są telomery i dlaczego są kluczem do długiego życia?
Telomery to końce chromosomów.Charakteryzują się tym, że nie mają zdolności łączenia się z innymi chromosomami lub ich fragmentami. W istocie pełnią funkcję ochronną.
Dlatego są uważane za klucz do długiego życiażycie. Chronią geny przed uszkodzeniem, ale przy każdym podziale komórki stają się nieco krótsze. Jeśli staną się zbyt krótkie, komórka umiera. Nowe odkrycie pomoże zrozumieć starzenie się i choroby.
Rysunek 1: Komórka, chromosom i telomery.
Źródło: Fien Liflang/Leiden University
Jak działają telomery?
Każda komórka naszego ciała ma chromosomy,które niosą geny. Określają cechy organizmu, takie jak wygląd człowieka i podatność na niektóre choroby. Na końcach tych chromosomów znajdują się telomery, które chronią je przed uszkodzeniem. Przypominają nieco aiguillettes, plastikowe końcówki na końcu koronki.
Długość DNA pomiędzy telomerami wynosi dwa metry,dlatego należy go zwinąć, aby zmieścił się w klatce. Osiąga się to poprzez owinięcie DNA wokół „pakietów” białek; Razem DNA i białka nazywane są nukleosomami. Są zorganizowane w coś w rodzaju kulki, z nukleosomem, kawałkiem wolnego (lub niezwiązanego) DNA, nukleosomem i tak dalej.
Rysunek 2: Trzy różne struktury DNA.
Źródło: Fien Liflang/Leiden University
Następnie ten sznur koralików jest jeszcze bardziej złożony. To, jak to się dzieje, zależy od długości DNA pomiędzy nukleosomami, czyli koralikami na sznurku. Znane były już dwie struktury powstające po złożeniu. W jednym z nich dwie sąsiednie kulki sklejają się ze sobą i powstaje wolny DNA wisi pomiędzy nimi (Rys. 2A). Jeśli odcinek DNA pomiędzy koralikami jest krótszy, sąsiednie koraliki nie mają czasu na sklejenie się. Tworzą się wówczas dwa stosy obok siebie (Rysunek 2B).
Co zrobili naukowcy?
W swoim badaniu Van Noort i współpracownicyodkryli inną strukturę telomerów. Tutaj nukleosomy są znacznie bliżej siebie, więc pomiędzy koralikami nie ma już wolnego DNA. Ostatecznie tworzy to jedną dużą helisę, czyli helisę DNA (Rysunek 2C).
Z pomocą odkryto nową strukturępołączenie mikroskopii elektronowej i spektroskopii sił molekularnych. W nim jeden koniec DNA jest przymocowany do szklanego szkiełka, a do drugiego przymocowana jest maleńka kulka magnetyczna. Zestaw silnych magnesów nad tą kulką oddziela nitkę od „koralików”. Mierząc siłę potrzebną do rozciągnięcia jednego „koralika” jeden po drugim, możemy dowiedzieć się więcej o tym, jak nić się zagina. Następnie badacze z Singapuru wykorzystali mikroskop elektronowy, aby uzyskać wyraźniejszy obraz struktury.
Co przyniesie nowe odkrycie?
Według naukowców jest „świętym Graalem”biologia molekularna”. Jeśli biolodzy znają strukturę cząsteczek, dostarczą im więcej informacji o tym, jak geny są włączane i wyłączane. A także o tym, jak enzymy w komórkach oddziałują z telomerami: na przykład, jak naprawiają i kopiują DNA.
Poprawie ulegnie odkrycie nowej struktury telomerowejzrozumienie elementów budulcowych organizmu. A to z kolei ostatecznie pomoże w badaniu starzenia się i chorób takich jak rak, a także w opracowaniu leków do walki z nimi.
Czytaj więcej:
Tajemnicza „niebieska maź” na dnie morza zaskakuje naukowców
Opracowany generator dla farm wiatrowych bez drogich magnesów
Spójrz na zjawisko, które jest po prostu niemożliwe na Marsie