|
Почему наша ДНК имеет форму буквы X
|
|
|
|
Наконец-то мы знаем, почему наша ДНК имеет форму буквы X. Это открытие исследователей из Нидерландского института рака может иметь гораздо более широкое значение для поведения наших клеток. «Похоже, мы обнаружили универсальный механизм, с помощью которого клетки определяют форму своей ДНК». — Это действительно так сработает? — задавался вопросом исследователь Бенджамин Роуленд. Он вспоминает телефонный разговор со своим коллегой из Англии. «Мы заметили подозрительное сходство между двумя молекулами в ядрах наших клеток. Казалось, что они имеют точно такие же строительные блоки в одном месте, что может объяснить многое из того, что происходит внутри клеток. Поэтому, конечно, мы должны были это исследовать». Их выводы опубликованы в журнале Nature Structural & Molecular Biology.
|
|
|
|
В нашем организме клетки постоянно делятся на две части, чтобы создать новые клетки. При этом клетка копирует свою ДНК и поровну делит ее между двумя новыми клетками. Это легче сказать, чем сделать. Ведь наша ДНК имеет длину в несколько метров и втиснута, как нити спагетти, в незримо маленькое ядро клетки. Попробуйте распределить это справедливо. У клеток есть хитрый способ справиться с этим. Они копируют свою ДНК и превращают ее в компактные посылки. При этом клетки оставляют две копии прикрепленными посередине, пока не делятся. Под микроскопом такая посылка выглядит как X, как это можно увидеть во всех учебниках биологии. Непосредственно перед делением клетки X высвобождается посередине. Затем каждое плечо X переходит в отдельную ячейку. Если это пойдет не так, новые клетки получат больше или меньше ДНК, чем обычно. Это может привести к их выходу из строя. Раковые клетки, например, часто имеют аномальное количество ДНК.
|
|
|
«Такая хромосома на самом деле состоит из двух одинаковых длинных нитей ДНК, которые вначале соединены по всей своей длине», — говорит исследователь Бенджамин Роуленд. Множество кольцеобразных молекул когезина удерживает две нити вместе. «Когда клетка собирается делиться, когезиновые кольца раскрываются, и плечи ДНК расходятся. Кольца в середине ДНК остаются плотно закрытыми. Это происходит благодаря белку с экзотическим названием шугошин — SGO1». С конца 19 века в учебниках утверждалось, что наши хромосомы имеют форму X. Но основной механизм долгое время оставался загадкой. Доктор философии Роуленда. студент Альберто Гарсия-Ньето обнаружил, что шугошин использует молекулярный ключ, который точно подходит к своего рода замочной скважине в когезине.
|
|
|
|
При этом он блокирует когезиновые кольца. Поскольку шугошин работает в центре хромосом, только там он замыкает кольца. Это придает хромосомам их X-образную форму. Только после того, как в клетке все аккуратно выстроено, чтобы начать делиться, она отрезает эти последние кольца молекулярными ножницами. ДНК отделяется, и клетка может делиться. Неожиданное сходство подтолкнуло исследователей к этому открытию. Они увидели, что небольшой фрагмент шугошина идентичен фрагменту другого белка, который они ранее внимательно изучили, — CTCF. Угадайте, что делает этот белок? CTCF имеет точно такой же молекулярный ключ, который подходит к той же замочной скважине когезина. Он также использует это для блокировки когезиновых колец, но в другом контексте. Cohesin также делает кое-что совершенно другое: он уплотняет хромосомы, создавая петли ДНК. Другое место, тот же механизм блокировки.
|
|
|
|
«Кажется, мы нашли универсальный механизм, с помощью которого клетки определяют форму ДНК. Действительно, что делает все это более необычным, так это то, что CTCF и шугошин, похоже, не единственные белки, которые используют эти строительные блоки». У Роуленда и его британских коллег есть доказательства того, что множество важных белков, регулирующих нашу ДНК, используют один и тот же молекулярный ключ для контроля когезина. «Зафиксировав когезин точно в нужное время, а также в нужном месте ДНК, вы сможете определить форму наших хромосом». «Помните: ДНК — это код жизни. Структура ДНК частично определяет функцию ДНК и, следовательно, поведение наших клеток. Так что, если вы сможете определить структуру ДНК, это может иметь огромные последствия».
|
|
|
|
Источник
|
