گاهی اوقات تلومرها به عنوان کلیدی برای زندگی طولانی تر دیده می شوند. آنها از ژن ها در برابر آسیب محافظت می کنند، اما هر بار که یک سلول تقسیم می شود کوتاه تر می شوند. هر بار که یک سلول تقسیم می شود، تلومرها کمی کوتاه تر می شوند. در نهایت آنقدر کوتاه می شوند که سلول دیگر نمی تواند با موفقیت تقسیم شود و سلول می میرد.
اطلاعات کمی در مورد ساختار کروماتین تلومری در سطح مولکولی وجود دارد. در یک مطالعه جدید، دانشمندان از موسسه فیزیک لیدن (LION) ساختار جدیدی از DNA تلومری را کشف کرده اند. آنها از روش های فیزیک برای آزمایش های بیولوژیکی و یک آهنربای کوچک برای این کشف استفاده کردند.
از آنجایی که DNA بین تلومرها دو متر طول دارد، باید تا شود تا در یک سلول قرار گیرد. این کار با بسته بندی بسته های انجام می شود پروتئین ها و DNA با هم ساختاری به نام نوکلئوزوم را تشکیل می دهند. یک نوکلئوزوم، قطعه‌ای از DNA آزاد (یا بی‌پیوند)، یک نوکلئوزوم و غیره در الگویی مانند رشته‌ای از مهره‌ها قرار گرفته‌اند.
سپس رشته مهره حتی بیشتر منقبض می شود. طول DNA بین نوکلئوزوم ها - دانه های روی رشته - تعیین می کند که چگونه به این هدف می رسد. قبلاً دو ساختار پس تاشو شناخته شده بود. یکی از آنها دارای DNA آزاد در فضای بین دو مهره نزدیک است که به هم می چسبند (شکل 2A). اگر شکاف DNA بین آنها خیلی کم باشد، مهره های مجاور نمی توانند به یکدیگر متصل شوند. سپس دو پشته در کنار هم شروع به تشکیل شدن می کنند.
در این مطالعه، دانشمندان ساختار تلومر دیگری را پیدا کردند: نوکلئوزوم‌ها بسیار به هم نزدیک‌تر هستند، بنابراین دیگر هیچ DNA آزاد بین مهره‌ها وجود ندارد. این در نهایت یک مارپیچ بزرگ یا مارپیچ از DNA ایجاد می کند.
دانشمندان این ساختار جدید را با استفاده از ترکیبی از میکروسکوپ الکترونی و طیف‌سنجی نیروی مولکولی کشف کردند. تکنیک دوم از آزمایشگاه ون نورت می آید. در اینجا، یک انتهای DNA به یک اسلاید شیشه ای وصل شده و یک توپ مغناطیسی کوچک به دیگری چسبیده است.
مجموعه ای از آهنرباهای قوی بالای این توپ، سپس رشته مروارید را از هم جدا کنید. با اندازه گیری مقدار نیروی مورد نیاز برای جدا کردن مهره ها یکی یکی، در مورد نحوه تا شدن رشته اطلاعات بیشتری پیدا می کنید. سپس محققان سنگاپور از میکروسکوپ الکترونی برای درک بهتر ساختار استفاده کردند.
ون نورت گفت: «ساختار جام مقدس زیست شناسی مولکولی است. دانستن ساختار مولکول ها به ما بینش بیشتری در مورد چگونگی روشن و خاموش شدن ژن ها و نحوه برخورد آنزیم ها در سلول ها با تلومرها می دهد: برای مثال، چگونه DNA را ترمیم و کپی می کنند. کشف ساختار تلومری جدید درک ما را از بلوک های ساختمانی در بدن بهبود می بخشد. و این به نوبه خود، در نهایت به ما کمک می کند تا پیری و بیماری هایی مانند سرطان را مطالعه کنیم و داروهایی برای مبارزه با آنها تولید کنیم.
مرجع مجله:
- Soman، A.، Wong، SY، Korolev، N.، و همکاران. ساختار ستونی کروماتین تلومری انسانی. طبیعت (2022) DOI: 10.1038/s41586-022-05236-5
