Ученые рассмотрели упаковку днк в ядре клетки
Американские ученые создали новый метод, который впервые позволил увидеть, как именно хроматин уложен в ядре клетки. Со времени открытия ДНК продолжается активное изучение ее строения.
Известно, что общая длина 46 молекул ДНК, содержащихся в ядре одной клетки и состоящих из 3,2 млрд пар нуклеотидов, равна приблизительно двум метрам. Приложено немало усилий, чтобы понять, как при такой большой длине ДНК может компактно упаковываться в микроскопическое ядро.
Причем эта упаковка должна обеспечивать возможность регуляторным белкам получать доступ к ДНК в нужное время и в нужном месте.
Визуализация хроматина (окрашен фиолетовым)
Скриншот видео
Уже было ясно, что есть несколько уровней компактизации хроматина (комплекса белков и ДНК) в ядре клетки. Рентген и микроскопия показали, что на первом уровне нить ДНК наматывается, как на катушку, на нуклеосому, диаметр которой 11 нм.
Затем, как предполагали ученые, эти нуклеосомы, как бусинки на нитке, укладываются в более крупные комплексы — фибриллы. Из-за микроскопических размеров, плотной укладки ДНК и отсутствия технологий ученым до сих пор не удавалось как следует рассмотреть все ее детали.
Этот пробел в своей новой работе восполнила команда американских генетиков.
Чтобы рассмотреть все в подробностях, ученые применили специально разработанный ими метод ChromEMT, объединяющий электронно-микроскопическую томографию (ЕМТ) с методом мечения (ChromEM), при котором используется флуоресцентный краситель, связанный с ДНК. Такая комбинация позволила визуализировать хроматин.
То, что впервые увидели исследователи, сильно отличалось от теоретического описания структуры укладки ДНК, попавшего во все учебники. Никаких сборок нуклеосом в фибриллы диаметром 30, 120 и 320 нм, как считалось ранее, в ядре не обнаружилось.
Вместо этого ученые наблюдали, что ДНК и нуклеосомы собираются в неупорядоченные цепи толщиной от 5 до 24 нм с различными формами частиц, плотностями и структурными конформациями.
Как пишут ученые, эти цепочки хроматина гибкие и могут изгибаться на разных длинах для достижения различных уровней уплотнения и высокой плотности упаковки.
Исследование также помогло объяснить наследование внегеномных эпигенетических признаков. Было обнаружено, что первичная структура хроматиновых полимеров не изменяется в митотических (т.е. делящихся) хромосомах, и это показывает, что эпигенетические структуры могут наследоваться при делении клеток.
Исследование опубликовано в журнале Science
Источник: chrdk.ru
Ученые разгадали механизм упаковки молекулы ДНК
Также можно почитать…
-
Ученые нашли клетку-уникум, в которой нет «энергостанций»-митохондрий
-
Японские ученые вырастили полноценную кожу из стволовых клеток
-
Ученые создали первые синтетические клетки, способные к самостоятельному воспроизведению
-
Ученые «разгадали» алгоритм, по которому действуют обонятельные клетки
