Drabina czy sprężyna?

Nić DNA jest znacznie bardziej elastyczna, niż dotychczas sądzono - donoszą amerykańscy naukowcy. Odkrycie może mieć niebagatelne znaczenie dla badań z zakresu biologii molekularnej i genetyki.

Cząsteczki DNA przyjmują kształt tzw. podwójnej helisy, czyli dwóch sprężynowato skręconych, równoległych nici. Wielu innych autorów opisuje tę samą molekułę jako "skręconą drabinę", złożoną z szkieletu zbudowanego z cząsteczek cukru (deoksyrybozy) i reszt kwasu fosforowego oraz "szczebli" w postaci zasad azotowych będących nośnikiem informacji genetycznej. Tak zbudowana cząsteczka musiała być zdaniem wielu badaczy bardzo sztywna. Dzięki naukowcom z Uniwersytetu Stanforda dowiadujemy się jednak, że rzeczywistość wygląda nieco inaczej.

Do zbadania charakterystyki molekuł DNA zastosowano promieniowanie rentgenowskie. Do obu końców badanej cząsteczki przyłączono nanokryształy złota, wykazujące zdolność do bardzo silnego zatrzymywania promieni X. Samą nić ułożono równolegle do "molekularnej linijki", czyli specjalnej płytki gęsto pokrytej liniami służącymi do pomiaru długości. Następnie, dzięki odpowiedniemu manipulowaniu różnymi parametrami otaczającego cząsteczkę środowiska, badano stopień rozciągnięcia helisy na podstawie pomiaru wzajemnej odległości obu nanokryształów złota. Wynik ten korygowano, oczywiście, w związku z "obciążeniem" w postaci metalowych cząstek.

Na podstawie serii eksperymentów wykazano, że podwójna helisa może zarówno kurczyć się, jak i rozciągać, nawet o 10%. Jej elastyczność jest więc znacznie wyższa, niż dotychczas sądzono. Co ciekawe, okazało się także, że "ściśnięcie" lub oddalenie od siebie dwóch kolejnych par zasad powoduje analogiczną zmianę w kolejnych zwojach "drabiny".

Dokonane odkrycie jest znacznie istotniejsze, niż można przypuszczać. Dokładne zrozumienie organizacji przestrzennej DNA pozwoli na lepsze zbadanie jego interakcji z wieloma innymi cząsteczkami, głównie z białkami odpowiedzialnymi za regulację aktywności genów oraz replikację materiału genetycznego. Dane te mają niebagatelne znaczenie dla badania wielu trapiących nas chorób oraz procesów zachodzących w naszych organizmach.

DNA nić podwójna helisa helisa sprężystość