يُنظر إلى التيلوميرات أحيانًا على أنها مفتاح العيش لفترة أطول. إنها تحمي الجينات من التلف ولكنها تقصر في كل مرة تنقسم فيها الخلية. في كل مرة تنقسم فيها الخلية ، تصبح التيلوميرات أقصر قليلاً. في النهاية ، تصبح قصيرة جدًا لدرجة أن الخلية لم تعد قادرة على الانقسام بنجاح ، وتموت الخلية.
لا يُعرف سوى القليل عن بنية الكروماتين التيلومري على المستوى الجزيئي. في دراسة جديدة ، قام علماء من معهد ليدن للفيزياء اكتشف (LION) بنية جديدة للحمض النووي التيلومري. استخدموا طرقًا من الفيزياء للتجارب البيولوجية ومغناطيس صغير للاكتشاف.
نظرًا لأن طول الحمض النووي بين التيلوميرات يبلغ مترين ، يجب طيه ليناسب داخل الخلية. يتم ذلك عن طريق تغليف الحزم البروتينات و الحمض النووي معًا لتشكيل بنية تعرف باسم nucleosome. يتم ترتيب الجسيم النووي ، وهو جزء من الحمض النووي الحر (أو غير المنضم) ، والجسيم النووي ، وما إلى ذلك في نمط مثل سلسلة من الخرزات.
ثم ينقبض خيط الخرزة أكثر. يحدد طول الدنا بين النيوكليوسومات - الحبيبات الموجودة على الخيط - كيفية تحقيق ذلك. كان هناك بالفعل هيكلان معروفان بعد الطي. يحتوي أحدهما على حمض نووي حر معلق في الفراغ بين خرزتين قريبتين تتشبثان ببعضهما (شكل 2 أ). تفشل الخرزات المجاورة في الارتباط ببعضها البعض إذا كانت فجوة الحمض النووي بينهما صغيرة جدًا. ثم تبدأ مجموعتان في التكون جنبًا إلى جنب.
في هذه الدراسة ، وجد العلماء بنية تيلومير أخرى: النيوكليوزومات أقرب بكثير من بعضها ، لذلك لم يعد هناك أي DNA حر بين الخرزات. هذا في النهاية يخلق حلزونًا واحدًا كبيرًا ، أو حلزونيًا ، من الحمض النووي.
اكتشف العلماء هذا الهيكل الجديد باستخدام مزيج من المجهر الإلكتروني والتحليل الطيفي للقوة الجزيئية. تأتي التقنية الأخيرة من مختبر Van Noort. هنا ، يتم توصيل أحد طرفي الحمض النووي بشريحة زجاجية ، ويتم لصق كرة مغناطيسية صغيرة في الطرف الآخر.
مجموعة من المغناطيسات القوية فوق هذه الكرة ثم تفصل سلسلة اللآلئ. من خلال قياس مقدار القوة اللازمة لفصل الخرزات واحدة تلو الأخرى ، يمكنك معرفة المزيد حول كيفية طي الخيط. ثم استخدم الباحثون في سنغافورة مجهرًا إلكترونيًا لفهم الهيكل بشكل أفضل.
قال فان نورت ، "التركيب هو" الكأس المقدسة للبيولوجيا الجزيئية. ستمنحنا معرفة بنية الجزيئات مزيدًا من التبصر في كيفية تشغيل الجينات وإيقافها وكيفية تعامل الإنزيمات في الخلايا مع التيلوميرات: كيف تقوم بإصلاح ونسخ الحمض النووي ، على سبيل المثال. سيؤدي اكتشاف البنية التيلوميرية الجديدة إلى تحسين فهمنا لبنات البناء في الجسم. وهذا بدوره سيساعدنا في النهاية في دراسة الشيخوخة والأمراض مثل السرطان وتطوير عقاقير لمكافحتها ".
المرجع مجلة:
- سومان ، أ ، وونغ ، سي ، كوروليف ، إن ، وآخرون. الهيكل العمودي للكروماتين التيلومري البشري. الطبيعة (2022). معرف الهوية الرقمي: 10.1038/s41586-022-05236-5
