A leideni Fizikai Intézet elméleti fizikusai egy DNS-szekvenciákat szimuláló kísérletsorozatban összefüggést találtak bizonyos mechanikai sajátosságok és a DNS összehajtogatódásának módja között. Nem csak genetikai kódunk, hanem DNS-ünk mechanikai sajátosságai is meghatároznak minket?
A Watson-Crick modell
Amikor James Watson és Francis Crick 1953-ban meghatározták a DNS szerkezetét, azt is felfedezték, hogyan
tárolja a DNS az információt, amely minden élőlényt meghatároz.
A híres kettős spirál G, A, T és C „betűinek” (pontosabban bázisainak) sorrendje szabja meg azt, milyen fehérjéket állítanak elő a sejtjeink.
Ha valakinek például barna a szeme, ennek az az oka, hogy a DNS-ben lévő bizonyos betűsorok a barna szemet kialakító fehérjéket kódolják.
Minden sejt pontosan ugyanazt a betűszekvenciát (a mutációkat nem számítva) tartalmazza, mégis minden szerv másként viselkedik. Mi lehet ennek az oka?
Mechanikai kulcsok
Már az 1980-as évek közepétől feltételezték, hogy létezik az információnak egy második rétege a genetikai kódon felül, s ezt a DNS mechanikai sajátosságai alkotják.
Minden sejtünkben két méter hosszú DNS-molekula foglal helyet, és ezeknek a molekuláknak szorosan fel kell csavarodniuk, hogy elférjenek a sejtmagban.
A DNS összehajtogatásának a módja meghatározza, hogyan olvasódnak le a betűk, és ily módon azt is, milyen fehérjék készülnek. Minden szervben csupán a genetikai információ ott lényeges része olvasódik ki.
Az elmélet azt sugallja, hogy a DNS szerkezetében lévő mechanikai támpontok, kulcsok határozzák meg, hogyan hajtogatódik a DNS.
Szimuláció
Helmut Schiessel és kutatócsoportjának most először sikerült erős bizonyítékot szolgáltatni arra, hogy valóban létezik ez a második információs réteg.
Számítógépes programjukkal random módon hozzárendelt mechanikai kulcsokkal szimulálták a DNS-szálak összehajtogatódását. Kiderült, hogy ezek a kulcsok valóban meghatározzák, hogyan hajtogatódik a DNS az úgynevezett nukleoszómákba.
Schiessel összefüggést talált két organizmus – sütőélesztő és egy másik élesztőfaj – genomjának mechanikája és tényleges hajtogatási struktúrája között.
A kutató eredménye olyan evolúciós változások – mutációk – előfordulására utal a DNS-ben, amelyeknek két nagyon eltérő hatásuk van.
Megváltozhat a specifikus fehérjéket kódoló betűsorrend, illetve megváltozhat a DNS-szerkezet mechanikája, ami másféle csomagolódást és a DNS hozzáférhetőségének más szintjéhez vezet, ily módon egy adott fehérjetermelés gyakorisága is módosul.
Forrás: Origo