Fysik är inte den första vetenskapliga disciplin som kommer att tänka på när DNA nämns. Men forskare har upptäckt
Vad är telomerer och varför är de nyckeln till ett långt liv?
Telomerer är ändarna på kromosomerna.De kännetecknas av att de saknar förmågan att ansluta till andra kromosomer eller deras fragment. I grund och botten har de en skyddande funktion.
Det är därför de anses vara nyckeln till ett långt livliv. De skyddar gener från skador, men de blir något kortare varje gång en cell delar sig. Om de blir för korta dör cellen. Den nya upptäckten kommer att hjälpa till att förstå åldrande och sjukdomar.
Figur 1: Cell, kromosom och telomerer.
Kredit: Fien Liflang/Leiden University
Hur fungerar telomerer?
Varje cell i vår kropp har kromosomer,som bär gener. De bestämmer kroppens egenskaper, såsom en persons utseende och mottaglighet för vissa sjukdomar. I ändarna av dessa kromosomer finns telomerer som skyddar dem från skador. De påminner lite om aiguillettes, plastspetsar i slutet av en spets.
Längden på DNA mellan telomerer är två meter,därför måste den rullas ihop för att passa i buren. Detta uppnås genom att linda DNA runt "paket" av proteiner; Tillsammans kallas DNA och proteiner nukleosomer. De är organiserade i något som en pärla, med en nukleosom, en bit fritt (eller obundet) DNA, en nukleosom och så vidare.
Figur 2: Tre olika DNA-strukturer.
Kredit: Fien Liflang/Leiden University
Denna sträng av pärlor viks sedan ytterligare. Hur detta händer beror på längden på DNA:t mellan nukleosomerna, pärlorna på strängen. Två strukturer som uppstår efter vikning var redan kända. I en av dem håller två intilliggande pärlor ihop och fritt DNA hänger mellan dem (Fig. 2A). Om DNA-segmentet mellan pärlorna är kortare, hinner inte intilliggande pärlor hålla ihop. Två staplar bildas sedan bredvid varandra (Figur 2B).
Vad har forskarna gjort?
I sin studie, Van Noort och kollegorhittat en annan telomerstruktur. Här är nukleosomerna mycket närmare varandra, så det finns inte längre något fritt DNA mellan pärlorna. Detta skapar i slutändan en stor helix, eller helix, av DNA (Figur 2C).
Den nya strukturen upptäcktes med hjälpkombinationer av elektronmikroskopi och molekylär kraftspektroskopi. I den är ena änden av DNA fäst vid en glasskiva, och en liten magnetisk pärla är fäst vid den andra. En uppsättning starka magneter ovanför denna kula skiljer tråden från "pärlorna". Genom att mäta kraften som krävs för att dra isär en "pärla" efter varandra kan vi lära oss mer om hur tråden viker sig. Singaporeforskarna använde sedan ett elektronmikroskop för att få en tydligare bild av strukturen.
Vad kommer den nya upptäckten att ge?
Hon är, enligt forskare, den "heliga gralen"molekylärbiologi". Om biologer känner till molekylernas struktur kommer det att ge dem mer information om hur gener slås på och av. Och även om hur enzymer i celler interagerar med telomerer: till exempel hur de reparerar och kopierar DNA.
Upptäckten av en ny telomer struktur kommer att förbättrasförstå byggstenarna i kroppen. Och detta i sin tur kommer i slutändan att hjälpa till att studera åldrande och sjukdomar som cancer, och utveckla läkemedel för att bekämpa dem.
Läs mer:
Mystisk "blå goo" på botten av havet förbryllar forskare
Utvecklad generator för vindkraftsparker utan dyra magneter
Titta på ett fenomen som helt enkelt är omöjligt på Mars