Форум атеистического сайта
Атеизм => Научные новости => Тема начата: Yupiter от 09 Ноябрь, 2009, 05:20:40 am
-
Над созданием объёмной модели человеческого генома трудились учёные нескольких университетов США. Их работа позволит лучше изучить функции двойной спирали и то, как она приобретает свою необыкновенно сжатую форму внутри ядра клетки.
"Всем известно, что ДНК представляет собой двойную спираль. Но как эта, почти двухметровая цепь умещается в ядре, диаметр которого составляет сотые доли миллиметра? Выяснением этого вопроса мы и занялись" - рассказывает Эрес Либерман-Эйден из Гарварда.
Достичь столь впечатляющего результата генетикам помог разработанный ими метод, который они сами называют Hi-C. Благодаря этой технологии учёным удалось исследовать положение всех генов, даже тех, что находятся очень к «соседям».
"Мы разбили геном на мнжество кусков, создали пространственную карту, показывающую, насколько близко отдельные части находятся друг к другу. Затем с помощью компьютера собрали все воедино" - объясняет в пресс-релизе Гарварда один из исследователей Нейнке ван Беркюм.
(http://photofile.name/photo/lighsoul/150223886/xlarge/156435033.jpg)
На этих изображениях близкие участки ДНК окрашены одним цветом. Хорошо видно, что в равновесной глобуле (вверху) части генома перепутаны в трёхмерном пространстве, а во фрактальной глобуле (внизу) с её иерархической структурой они и в объёме расположены близко друг к другу (иллюстрация Leonid A. Mirny, Maxim Imakaev)
В результате учёные сделали два основных вывода. Во-первых, человеческий геном «разбит» на два отсека: в первом хранятся активные гены, во втором более плотно изолированы «ненужные» части ДНК. Более того, между двумя частями происходит постоянный обмен включающимися и выключающимися генами.
"Клетка поступает очень умно, выставляя активные гены в особую зону, где они легкодоступны для белков и прочих веществ" - говорит другой исследователь Джоб Деккер.
Второй вывод: геном представляет собой «фрактальную глобулу» (fractal globule). Эта структура позволяет:
•упаковать ДНК невероятно компактно: плотность информации в ядре примерно в триллионы раз выше, чем в среднестатистическом компьютерном чипе;
•избежать образования узлов или запутанных фрагментов, которые бы помешали нормальной работе ДНК;
•быстро складываться и раскладываться геному во время активации и репрессии генов, репликации клетки.
(http://photofile.name/photo/lighsoul/150223886/xlarge/156435034.jpg)
Если немного проредить картинку, то разумность природного подхода проявляется ещё больше (иллюстрация X. Robert Bao, Leonid A. Mirn, Maxim Imakaev).
Отметим, что ранее считалось, будто ДНК упакована в виде "равновесной глобулы" (equilibrium globule). Однако эта конфигурация легко образует множество узлов. Фрактальная же глобула, которую теоретически предсказали около 20 лет назад, в живой природе никогда раньше не наблюдалась.
Статья авторов работы опубликована в Science (http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/326/5950/289), она даже удостоилась первой страницы журнала. Посмотрим, получат ли американские генетики за своё "открытие" Нобелевку (напомним, что лауреатами престижной премии недавно стали химики, раскрывшие в своё время трёхмерное строение рибосом).
Кстати, в дальнейшем учёные планируют разглядеть геном в ещё бóльших подробностях (пока достигнуто разрешение вплоть до одного миллиона пар оснований).
(с) http://www.membrana.ru/lenta/?9748 (http://www.membrana.ru/lenta/?9748)