Telomeri včasih veljajo za ključ do daljšega življenja. Ščitijo gene pred poškodbami, vendar se skrajšajo vsakič, ko se celica deli. Vsakič, ko se celica deli, postanejo telomeri nekoliko krajši. Sčasoma se tako skrajšajo, da se celica ne more več uspešno deliti in celica odmre.
Malo je znanega o strukturi telomernega kromatina na molekularni ravni. V novi študiji so znanstveniki iz Inštitut za fiziko Leiden (LION) so odkrili novo strukturo telomerne DNK. Za biološke poskuse so uporabili metode iz fizike, za odkritje pa majhen magnet.
Ker je DNK med telomeri dolga dva metra, jo je treba zložiti, da se prilega celici. To se naredi z zavijanjem paketov beljakovin in DNA skupaj tvorijo strukturo, znano kot nukleosom. Nukleosom, fragment proste (ali nevezane) DNA, nukleosom itd. so razporejeni v vzorec kot niz kroglic.
Nit perle se nato še bolj skrči. Dolžina DNK med nukleosomi – kroglice na vrvici – določa, kako to doseže. Znani sta bili že dve naknadno zloženi strukturi. Eden od njih ima prosto DNK, ki visi v prostoru med dvema bližnjima kroglicama, ki se držita skupaj (slika 2A). Bližnje kroglice se ne vežejo skupaj, če je vrzel DNK med njimi premajhna. Nato se začneta oblikovati dva sklada eden poleg drugega.
V tej študiji so znanstveniki odkrili še eno telomerno strukturo: nukleosomi so veliko bližje skupaj, zato med kroglicami ni več proste DNK. To na koncu ustvari eno veliko vijačnico ali spiralo DNK.
Znanstveniki so to novo strukturo odkrili s kombinacijo elektronske mikroskopije in spektroskopije molekulskih sil. Slednja tehnika prihaja iz Van Noortovega laboratorija. Tu je en konec DNK pritrjen na stekelce, na drugega pa je prilepljena majhna magnetna kroglica.
Niz močnih magnetov nad to kroglo nato potegne niz biserov narazen. Z merjenjem količine sile, ki je potrebna za vlečenje kroglic narazen eno za drugo, izveste več o tem, kako je vrvica prepognjena. Raziskovalci v Singapurju so nato uporabili elektronski mikroskop, da bi bolje razumeli strukturo.
Van Noort je rekel »Struktura je 'sveti gral molekularne biologije. Poznavanje strukture molekul nam bo dalo boljši vpogled v to, kako se geni vklapljajo in izklapljajo in kako se encimi v celicah ukvarjajo s telomeri: kako na primer popravljajo in kopirajo DNK. Odkritje nove telomerne strukture bo izboljšalo naše razumevanje gradnikov v telesu. In to nam bo na koncu pomagalo preučevati staranje in bolezni, kot je rak, ter razviti zdravila za boj proti njim.«
Referenca dnevnika:
- Soman, A., Wong, SY, Korolev, N., et al. Stebričasta struktura človeškega telomernega kromatina. Narava (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05236-5
