ДНК е нагъната като юфка

Учените от Московския държавен университет са изяснили един от най-неясните въпроси на молекулярната биология – как се опаковат нишките на ДНК в ядрото на клетката.

Изследователите са стигнали до извода, че подреждането представлява образувание с названието фрактална глобула и прилича на юфка или на спагетите за бързо приготвяне, обясняват изследователите.

Учените обясняват какво е фрактална глобула, като дават за пример макара с корда или спагети за бързо приготвяне. Ако изпуснете на пода дълго влакно от кордата, то веднага ще се заплете и ще се превърне в кълбо, който ще представлява обичайната, така наречена равновесна глобула.

Фракталната глобула е много по-подредена структура. В случая с кордата лесно можете да си я представите като кълбо, в което тя нито веднъж не се е завързала на възел, а просто се е сгънала много пъти. Такава структура представлява множество свободни примки с различен размер – ако фракталната глобула се хване за двата края, тя лесно ще се разгъне. Подобно сгъване напомня на нагънатите спагети за бързо приготвяне.

Пример за йерархично сгънат пакет глобули. © Л. Назаров

През 1988 година физиците Александър Гросберг, Сергей Нечаев и Евгений Шахнович за първи път предположили, че ДНК може да е нагъната именно във форма на фрактална глобула. В научната общественост нямало консенсус за правдивостта на предложението на физиците и през последните 5–7 години се наблюдавал цял поток от изследвания, посветени на този проблем.

Учените от МГУ създали собствен метод за компютърно моделиране, който позволява да се подреди хроматиновата верига във фрактална глобула и да се проследят протичащите топлинни процеси. Те успели да направят това, в което мнозина от предшествениците им не сполучили – да моделират ситуация с дълга верига, състояща се от четвърт милион звена. Изследователите са публикували резултатите от своята работа в сп. Physical Review Letters.

„Успяхме да оценим топлинната динамика, присъща на този вид подреждане. Проведеното от нас компютърно моделиране добре потвърди теоретичния резултат“, отбелязва Михаил Там, един от авторите на статията.

Изследователите се надяват, че работата им ще позволи по-добре да се разбере как именно функционират процесите, свързани със съхранението и извличането на информация в ДНК.