Биология

Найдена причина появления суперспиралей ДНК

Узел в кольце ДНК в представлении художника

Jacob Magraw/Flickr

Суперскрученные ДНК, которые ученые часто обнаруживают в клетках всех живых организмов, образуются, чтобы предотвратить запутывание этой важной молекулы. К такому выводу пришли итальянские ученые, построив детальную компьютерную модель бактериальной ДНК. Результаты исследования опубликованы в журнале Nucleic Acids Research.

ДНК внутри живых клеток редко выглядит так, как ее обычно изображают в учебниках — в виде аккуратной двойной спирали. Обычно ось этой спирали сама закручивается в еще одну спираль. Это явление называется сверхспирализацией ДНК, а сами такие молекулы — суперскрученными. Ученые Международной школы передовых исследований SISSA в Италии выяснили, что такая структура помогает бороться со случайными узлами молекулы ДНК.

Сверхспирализация происходит в топологически замкнутых ДНК, то есть в таких, у которых концы не могут свободно двигаться (например, если они присоединены к каким-либо белковым структурам). Другим примером топологически замкнутой ДНК может служить кольцевая ДНК, какая встречается, например, у бактерий. Исследователи построили точную компьютерную модель кольцевой ДНК в суперскрученном и обычном состоянии и сравнили, как со временем изменяется структура молекулы в обоих случаях.

Примеры типичных суперскрученных ДНК трех разных топологий

Lucia Coronel

Оказалось, что в обычном кольце ДНК узлы могут возникать спонтанно и достаточно быстро перемещаться по всей длине молекулы. Это плохо влияет на функционирование ДНК — такие узлы могут, например, мешать считывать генетическую информацию с нужного участка молекулы, а значит, и создать нужный белок тоже помешают.

Узлы возникают и в суперскрученной ДНК, но они оказываются зафиксированы в конкретных местах: на концах участка сверхспирализации и примерно в его середине. По мнению авторов работы, сверхспирализация нужна, чтобы возникающие узлы не мешали ДНК функционировать, а не только для экономии пространства, как считалось раньше.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Теги #ДНК