Nézze meg, hogy táncol a szupercsavart DNS

8-as alakba csavarodott DNS

A DNS kettős spirál szerkezete mélyen beleivódott a köztudatba. A DNS alakja azonban nem mindig ilyen egyszerű. Ezt mutatták be látványos számítógépes modellekkel egyesült államokbeli kutatók.

Az egyesült államokbeli Baylor College of Medicine kutatói eddig nem látott részletességű készítettek az úgynevezett szupercsavart DNS-ről, ami feltárta, hogy ez az alak sokkal dinamikusabb, mint a jól ismert kettős spirál.

Folyamatosan vonaglik a DNS

A kutatók nagyfelbontású mikroszkópos technikát alkalmaztak, majd a Leedsi Egyetem szuperszámítógépén futtatott szimulációval tovább vizsgálták az így kapott szerkezeteket.

8-as alakba csavarodott DNS Forrás: Thana Sutthibutpong

Mint az a Nature Communications folyóirat mai online kiadásában megjelent cikkből kiderül, a szimuláció bemutatta a DNS dinamikus természetét:

a molekula folyamatosan hullámzik, „vonaglik” és különféle alakokba csavarodik.

Ez távol áll a köztudatban meghonosodott, merev és statikus kettős spirál szerkezettől.

A gyógyszerek tervezéséhez hasznos ismeretek

Annak megértése, hogy néz ki a DNS a sejtben, segíthet jobb gyógyszerek – például új antibiotikumok vagy hatékonyabb rákellenes kemoterápiás szerek – tervezésében.

Ennek az a magyarázata, hogy a gyógyszermolekulák hatása azon alapul, hogy felismernek egy adott molekuláris alakzatot, hasonlóan ahhoz, ahogy a kulcs passzol a zárba”

– magyarázta dr. Sarah Harris, aki a számítógépes szimulációkat vezette a Leedsi Egyetemen.

A kettős spirál szerkezet mélyen gyökerezik a kollektív tudatban. Gyakran felbukkan a popkultúrában és sokszor szerepel a művészetben és a tervezésben. De a DNS alakja nem mindig ilyen egyszerű.

A DNS nem merev „létra”

„Amikor Watson és Crick leírta a DNS kettős spirált, csak a valódi genom apró darabkáját vizsgálták, nagyjából a kettős spirál egy csavarulatát. Ez nagyjából 12 bázispárból álló szakasz, amelyből azután felépül a DNS spirális létrája” – mondta Harris.

„Mostani tanulmányunk némiképp nagyobb mérettartományban – több száz bázispár hosszan – vizsgálta a DNS-t, és még a viszonylag szerény méretnövekedés is

a DNS-molekula viselkedésének egészen új gazdagságát tárta fel”

– folytatta Harris.

Különféle szupercsavart DNS-alakok Forrás: Thana Sutthibutpong

A szupercsavart DNS rendkívül dinamikus

Az emberi DNS-t nagyjából 3 milliárd bázispár alkotja. Ez körülbelül 1 méter hosszúságú DNS.

Ennek a hosszú szalagnak nagyon precízen kell felcsavarodnia, hogy beleférjen a sejtmagba.

A kutatóknak először a DNS-nek ezt az úgynevezett szupercsavart szerkezetét kellett reprodukálniuk. Ez után tanulmányozhatták mikroszkóppal és számítógépes szimulációval a szerkezet sajátságait. Változatos alakzatokat, éles szögben behajló részleteket, illetve többszörös 8-ast formázó struktúrákat írtak le, amelyek vibráltak és változtatták alakjukat.