ฟิสิกส์ไม่ใช่สาขาวิชาวิทยาศาสตร์สาขาแรกที่นึกถึงเมื่อพูดถึง DNA อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่า
เทโลเมียร์คืออะไร และทำไมจึงสำคัญต่อการมีอายุยืนยาว
เทโลเมียร์คือส่วนปลายของโครโมโซมมีลักษณะเฉพาะคือขาดความสามารถในการเชื่อมต่อกับโครโมโซมหรือชิ้นส่วนอื่น ๆ โดยพื้นฐานแล้ว พวกมันทำหน้าที่ป้องกัน
นั่นคือเหตุผลว่าทำไมพวกเขาจึงถือเป็นกุญแจสำคัญในการมีชีวิตที่ยืนยาวชีวิต. พวกมันปกป้องยีนจากความเสียหาย แต่จะสั้นลงเล็กน้อยทุกครั้งที่เซลล์แบ่งตัว หากสั้นเกินไปเซลล์ก็จะตาย การค้นพบครั้งใหม่นี้จะช่วยให้เข้าใจความชราและโรคภัยไข้เจ็บ
รูปที่ 1: เซลล์ โครโมโซม และเทโลเมียร์
เครดิต: Fien Liflang / Leiden University
เทโลเมียร์ทำงานอย่างไร?
ทุกเซลล์ในร่างกายของเรามีโครโมโซมซึ่งมียีน โดยจะกำหนดลักษณะเฉพาะของร่างกาย เช่น รูปร่างหน้าตาของบุคคลและความอ่อนแอต่อโรคบางชนิด ที่ปลายโครโมโซมเหล่านี้จะมีเทโลเมียร์ที่ช่วยปกป้องโครโมโซมจากความเสียหาย พวกมันค่อนข้างชวนให้นึกถึง aiguillettes ซึ่งเป็นปลายพลาสติกที่ปลายลูกไม้
ความยาวของ DNA ระหว่างเทโลเมียร์คือ 2 เมตรจึงต้องม้วนขึ้นให้พอดีกับกรง สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการพัน DNA ไว้รอบ ๆ “แพ็กเก็ต” ของโปรตีน DNA และโปรตีนรวมกันเรียกว่านิวคลีโอโซม พวกมันถูกจัดเรียงเป็นบางอย่างเช่นเม็ดบีด โดยมีนิวคลีโอโซม ชิ้นส่วนของ DNA อิสระ (หรือไม่ถูกผูกไว้) นิวคลีโอโซม และอื่นๆ
รูปที่ 2: โครงสร้าง DNA ที่แตกต่างกันสามแบบ
เครดิต: Fien Liflang / Leiden University
จากนั้นจึงพับร้อยลูกปัดนี้ให้ลึกยิ่งขึ้น สิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรขึ้นอยู่กับความยาวของ DNA ระหว่างนิวคลีโอโซม, เม็ดบีดบนเชือก โครงสร้างสองอันที่เกิดขึ้นหลังจากการพับเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว ในหนึ่งในนั้น เม็ดบีดสองอันที่อยู่ติดกันเกาะติดกัน และ DNA อิสระ ห้อยอยู่ระหว่างเม็ดบีด (รูปที่ 2A ) หากส่วนของ DNA ระหว่างเม็ดบีดสั้นกว่า เม็ดบีดที่อยู่ติดกันจะไม่มีเวลาเกาะติดกัน จากนั้นจะมีการสร้างสองกองติดกัน (รูปที่ 2B)
นักวิทยาศาสตร์ได้ทำอะไร?
ในการศึกษาของพวกเขา Van Noort และเพื่อนร่วมงานพบโครงสร้างเทโลเมียร์ที่แตกต่างกัน นิวคลีโอโซมอยู่ใกล้กันมากขึ้น ดังนั้นจึงไม่มี DNA อิสระระหว่างเม็ดบีดอีกต่อไป ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะสร้างเกลียวขนาดใหญ่หรือเกลียวหนึ่งของ DNA (รูปที่ 2C)
โครงสร้างใหม่ถูกค้นพบด้วยความช่วยเหลือการรวมกันของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและสเปกโทรสโกปีแรงโมเลกุล ในนั้นปลายด้านหนึ่งของ DNA ติดอยู่กับสไลด์แก้ว และมีเม็ดแม่เหล็กเล็กๆ ติดอยู่กับอีกด้านหนึ่ง ชุดแม่เหล็กแรงสูงเหนือลูกบอลนี้จะแยกด้ายออกจาก “เม็ดบีด” ด้วยการวัดแรงที่ต้องใช้เพื่อดึง "เม็ดบีด" ออกจากกัน เราสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการพับด้ายได้ จากนั้นนักวิจัยชาวสิงคโปร์จึงใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเพื่อให้เห็นภาพโครงสร้างได้ชัดเจนยิ่งขึ้น
การค้นพบครั้งใหม่นี้จะนำมาซึ่งอะไร?
ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่า เธอคือ "จอกศักดิ์สิทธิ์"อณูชีววิทยา". หากนักชีววิทยารู้โครงสร้างของโมเลกุล ก็จะให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการเปิดและปิดยีน และยังเกี่ยวกับวิธีการที่เอนไซม์ในเซลล์มีปฏิกิริยากับเทโลเมียร์ เช่น วิธีซ่อมแซมและคัดลอกดีเอ็นเอ
การค้นพบโครงสร้างเทโลเมอร์ใหม่จะดีขึ้นทำความเข้าใจกับองค์ประกอบต่างๆ ในร่างกาย และในทางกลับกัน สิ่งนี้จะช่วยศึกษาความชราและโรคต่างๆ เช่น มะเร็ง และพัฒนายาเพื่อต่อสู้กับพวกมันในท้ายที่สุด
อ่านเพิ่มเติม:
'สารที่หนาสีฟ้า' ลึกลับที่ก้นทะเลทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องตะลึง
พัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับฟาร์มกังหันลมโดยไม่ต้องใช้แม่เหล็กราคาแพง
ดูปรากฏการณ์ที่เป็นไปไม่ได้บนดาวอังคาร