Впервые представлена трёхмерная модель днк человека

Над созданием объёмной модели человеческого генома трудились учёные нескольких университетов США. Их работа разрешит лучше изучить функции двойной спирали да и то, как она получает собственную неординарно сжатую форму в ядра клетки.

«Всем как мы знаем, что ДНК представляет собой двойную спираль. Но как эта практически двухметровая цепь умещается в ядре, диаметр которого образовывает сотые доли миллиметра? Кроме того учёные в этом разобрались не до конца. Выяснением этого вопроса мы и занялись», — говорит Эрез Либерман-Эйден (Erez Lieberman-Aiden) из Гарварда.

Достигнуть столь впечатляющего результата генетикам помог созданный ими способ, что они сами именуют Hi-C. Благодаря данной технологии учёным удалось изучить положение всех генов, кроме того тех, что находятся весьма к «соседям».

«Мы разбили геном на множество кусков, создали пространственную карту, показывающую, как близко отдельные части находятся друг к другу. После этого посредством компьютера собрали всё воедино», — растолковывает в пресс-релизе Гарварда один из исследователей Нейнке ван Беркюм (Nynke van Berkum).

Впервые представлена трёхмерная модель днк человека

На этих изображениях родные участки ДНК окрашены одним цветом. Прекрасно видно, что в равновесной глобуле (вверху) части генома перепутаны в трёхмерном пространстве, а во фрактальной глобуле (внизу) с её иерархической структурой они и в количестве расположены близко друг к другу (иллюстрация Leonid A. Mirny, Maxim Imakaev).

В следствии учёные сделали два главных вывода. Во-первых, человеческий геном «разбит» на два отсека: в первом сохраняются активные гены, во втором более хорошо изолированы «ненужные» части ДНК. Более того, между двумя частями происходит постоянный обмен включающимися и выключающимися генами.

«Клетка поступает весьма умно, выставляя активные гены в особенную территорию, где они легкодоступны для белков и других веществ», — говорит второй исследователь Джоб Деккер (Job Dekker).

Второй вывод: геном представляет собой «фрактальную глобулу» (fractal globule). Эта структура разрешает:

  • упаковать ДНК поразительно компактно: плотность информации в ядре приблизительно в триллионы раз выше, чем в среднестатистическом компьютерном чипе;
  • избежать образования узлов либо запутанных фрагментов, каковые бы помешали обычной работе ДНК;
  • скоро складываться и раскладываться геному на протяжении активации и репрессии генов, репликации клетки.

Впервые представлена трёхмерная модель днк человека

В случае если мало проредить картину, то разумность природного подхода проявляется ещё больше (иллюстрация X. Robert Bao, Leonid A. Mirn, Maxim Imakaev).

Напомним, что ранее считалось, словно бы ДНК упакована в виде «равновесной глобулы» (equilibrium globule). Но эта конфигурация легко образует множество узлов. Фрактальная же глобула, которую теоретически предсказали около 20 лет назад, в живой природе ни разу не наблюдалась.

Статья авторов работы размещена в Science, она кроме того удостоилась первой страницы издания. Посмотрим, возьмут ли американские генетики за собственное «открытие» Нобелевку (отметим, что лауреатами респектабельной премии сравнительно не так давно стали химики, раскрывшие в своё время трёхмерное строение рибосом).

Кстати, в будущем учёные собираются разглядеть геном в ещё бoльших подробностях (до тех пор пока достигнуто разрешение впредь до одного миллиона пар оснований).

Biology: Cell Structure I Nucleus Medical Media


Читать также:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: