Telomeere peetakse mõnikord pikema eluea võtmeks. Nad kaitsevad geene kahjustuste eest, kuid muutuvad iga kord, kui rakk jaguneb, lühemaks. Iga kord, kui rakk jaguneb, muutuvad telomeerid veidi lühemaks. Lõpuks muutuvad need nii lühikeseks, et rakk ei saa enam edukalt jaguneda ja rakk sureb.
Telomeerse kromatiini struktuuri kohta molekulaarsel tasemel on vähe teada. Uues uuringus uurisid teadlased Leideni Füüsika Instituut (LION) on avastanud telomeerse DNA uue struktuuri. Nad kasutasid bioloogiliste katsete jaoks füüsika meetodeid ja avastuse jaoks väikest magnetit.
Kuna telomeeride vaheline DNA on kahe meetri pikkune, tuleb see rakku mahutamiseks kokku voltida. Seda tehakse pakkide pakkimisega valgud ja DNA koos moodustades struktuuri, mida nimetatakse nukleosoomiks. Nukleosoom, vaba (või sidumata) DNA fragment, nukleosoom ja nii edasi on paigutatud helmeste stringina.
Seejärel tõmbub helmepael veelgi kokku. Nukleosoomide – nööril olevate helmeste – vahelise DNA pikkus määrab, kuidas see seda saavutab. Oli teada juba kaks voltimisjärgset struktuuri. Ühel neist on vaba DNA rippumas kahe lähedalasuva helme vahel, mis klammerduvad kokku (joonis 2A). Lähedal asuvad helmed ei suuda omavahel siduda, kui nendevaheline DNA vahe on liiga väike. Siis hakkavad kõrvuti moodustuma kaks virna.
Selles uuringus leidsid teadlased veel ühe telomeeri struktuuri: nukleosoomid on üksteisele palju lähemal, seega pole helmeste vahel enam vaba DNA-d. See loob lõpuks ühe suure DNA heeliksi ehk spiraali.
Teadlased avastasid selle uue struktuuri, kasutades elektronmikroskoopia ja molekulaarjõu spektroskoopia kombinatsiooni. Viimane tehnika pärineb Van Noorti laborist. Siin on üks DNA ots klaasklaasi külge kinnitatud ja teise külge kleebitud pisike magnetpall.
Selle palli kohal olev tugevate magnetite komplekt tõmmake pärlikeed laiali. Mõõtes jõudu, mis on vajalik helmeste ükshaaval lahti tõmbamiseks, saate rohkem teada nööri voltimise kohta. Singapuri teadlased kasutasid seejärel elektronmikroskoopi, et struktuuri paremini mõista.
Van Noort ütles: Struktuur on molekulaarbioloogia püha graal. Molekulide struktuuri tundmine annab meile parema ülevaate sellest, kuidas geenid sisse ja välja lülitatakse ning kuidas rakkudes olevad ensüümid telomeeridega toime tulevad: kuidas nad näiteks DNA-d parandavad ja kopeerivad. Uue telomeerse struktuuri avastamine parandab meie arusaamist keha ehitusplokkidest. Ja see omakorda aitab meil lõpuks uurida vananemist ja selliseid haigusi nagu vähk ning arendada nende vastu võitlemiseks ravimeid.
Ajakirja viide:
- Soman, A., Wong, S. Y., Korolev, N. jt. Inimese telomeerse kromatiini kolonnstruktuur. loodus (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05236-5
