Съдържание
Представете си, че имате две тънки нишки, всяка с дължина около 3 1/4 фута, държани заедно от фрагменти от водоотблъскващ материал, за да образуват една нишка. А сега си представете как да монтирате тази нишка в напълнен с вода контейнер с диаметър няколко микрометра. Това са условията, пред които е изправена човешката ДНК в клетъчното ядро. Химически състав на ДНК, заедно с действията на протеини, усукват ДНК два външни ръба в спирална форма или спирала, които помагат на ДНК да се побере в мъничко ядро.
размер
В рамките на клетъчното ядро, ДНК е плътно навита, нишковидна молекула. Нуклеиновите и ДНК молекули варират по размер сред съществата и типовете клетки. Във всеки случай един факт остава последователен: опъната плоска, клетъчната ДНК би била експоненциално по-дълга от диаметъра на ядрото ѝ. Космическите ограничения изискват усукване, за да се направи ДНК по-компактна, а химията обяснява как се случва усукването.
Химия
ДНК е голяма молекула, изградена от по-малки молекули от три различни химически съставки: захар, фосфат и азотни основи. Захарта и фосфатът са разположени по външните краища на молекулата на ДНК, като основите са подредени помежду им като стъпалата на стълба. Като се има предвид, че течностите в нашите клетки са на водна основа, тази структура има смисъл: захарта и фосфатът са както хидрофилни, така и водолюбиви, докато основите са хидрофобни или се страхуват от вода.
структура
••• Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty ImagesСега вместо стълба, изобразете усукано въже. Вратите доближават нишките на въжето, като оставят малко пространство между тях. ДНК молекулата по подобен начин се усуква, за да свие пространствата между хидрофобните основи отвътре. Спираловидната форма възпира водата да не тече между тях и в същото време оставя възможност атомите на всяка химическа съставка да се поберат, без да се припокриват или пречат.
Стифиращ
Базовата хидрофобна реакция не е единственото химическо събитие, което влияе на усукване на ДНК.Азотните основи, които седят една срещу друга върху ДНК, две направления се привличат една друга, но друга атрактивна сила, наречена подреждаща сила, също играе. Силата на подреждане привлича основите над или под една върху друга нишка. Изследователите от университета Дюк са научили чрез синтезиране на молекули на ДНК, съставени само от една основа, че всяка основа упражнява различна сила на подреждане, като по този начин допринася за спиралната форма на ДНК.
Протеини
В някои случаи протеините могат да накарат участъци от ДНК да се навият още по-плътно, образувайки така наречените супермотки. Например, ензимите, които подпомагат репликацията на ДНК, създават допълнителни обрати, докато пътуват по веригата на ДНК. Също така, протеинът, наречен 13S кондензин, изглежда подсказва суперкилите в ДНК точно преди клетъчното делене, разкри проучване от Калифорнийския университет от 1999 г. в Бъркли. Учените продължават да изследват тези протеини, надявайки се да разберат още повече обратите в ДНК двойната спирала.