Добре, трябва да ви разкажа за нещо, което току-що се случи в генетиката, и честно казано? Много вълнуващо е.
Ето каква е работата с ДНК: тя е отрицателно заредена. И ако помните нещо от физиката в гимназията, знаете, че еднаквите заряди се отблъскват. Логиката подсказва, че две молекули ДНК би трябвало да се отблъскват, нали?
И все пак вътре в клетките ви ДНК постоянно трябва да влиза в близък контакт – да се сдвоява, да разпознава съвпадащи последователности, да извършва всякакви важни клетъчни функции. Как успява да го постигне, когато физиката сякаш казва, че не би трябвало да работи?
Е, учените най-сетне уловиха този процес в действие за първи път и откритието им е наистина fascиниращо.
Мистерията на „ДНК ципа“
Преди около двадесет години физикът Алексей Корнишев предложи умна идея. Той предположи, че малки метални йони (заредени частици), плаващи в клетката, могат да се настанят в браздите на молекулите ДНК, създавайки ефект, подобен на „цип“. Тези йони биха се редуваха в определени модели, помагайки на съседните вериги ДНК да се подреждат една спрямо друга като две преплитащи се спираловидни стълбища.
Теорията беше красива, но реалното наблюдение на този процес се оказа изключително трудно. До сега.
Какво най-сетне видяха учените
Изследователи от Университета в Йорк и Университета в Шефилд използваха изключително мощна технология, наречена атомно-силова микроскопия – помислете за нея като за изключително прецизен картограф на повърхности, който може да открива детайли на атомно ниво. Те наблюдаваха как къси фрагменти ДНК буквално се подреждат бразда по бразда с изключителна точност.
Но ето най-готината част: учените не просто наблюдаваха какво се случва. Те също така проведоха подробни компютърни симулации, които проследиха отделни атоми и йони, докато се движат около ДНК.
Симулациите разкриха точно как работи сдвояването. Металните йони с двоен заряд (като магнезий или калций) всъщност се държат като малки молекулни мостове. Всеки йон може да взаимодейства едновременно с двете молекули ДНК, пресичайки разстоянието между тях и помагайки за поддържането на веригите в правилна подредба.
Д-р Томас Катли, един от водещите изследователи, го формулира перфектно: „Беше невероятно да визуализираме директно за първи път механизма, за който дълго време се предполагаше.“
Не всички двойки ДНК са еднакви
Ето още нещо интересно, което изследователите откриха: някои участъци от ДНК създават много по-силни контакти от други. Сякаш определени последователности са просто по-„привлекателни“ (нека кажем, по-съвместими), когато става дума за сдвояване.
Тези „горещи точки“, където спиралите на ДНК са особено склонни да се подреждат, могат да бъдат много важни за разбирането на процеси като генетична рекомбинация и заглушаване на гени. И ето къде става потенциално значимо за медицината: когато тези нормални процеси на сдвояване бъдат нарушени от мутации, това може да допринесе за развитието на рак.
Професор Агнес Ной от Университета в Йорк отбеляза, че това от