Kehossasi on noin 50 biljoonaa solua. Lähes kaikilla heillä on DNA: ta - itse asiassa kaksi metriä. Jos sitoisit kaiken DNA: n yhteen päästä päähän, sinulla olisi tarpeeksi pitkä merkkijono kiertämään maapalloa kaksi ja puoli miljoonaa kertaa. Silti jotenkin tämä DNA pakataan tarpeeksi tiukasti, jotta se ei vain sovi kehoosi, vaan mahtuu kehosi muodostavien solujen pieniin ytimiin. Kehosi hallitsee tätä samalla tavalla kuin onnistut järjestämään kokoelman köysiä tai sateenkaaren lankoja: se kelaa ja silmukkaa säikeet yhteen.
DNA: n rakenne
Yksittäinen DNA-molekyyli koostuu pitkästä ketjusta adeniini-, sytosiini-, guaniini- ja tymiinimolekyylejä, jotka on yhdistetty sokeri- ja fosfaattiryhmiin. DNA-molekyylejä esiintyy harvoin yksin; ne ovat yleensä pariksi täydentävinä säikeinä, jotka kääritään toistensa ympärille kuuluisassa kaksoiskierteessä. Kuten kaksi säiettä, kaksoisjuosteinen DNA tarjoaa eräänlaisen kemiallisen suojan, joka tekee niistä kaksi vahvempaa kuin yksi itsestään. Kaksoisjuoste on ensimmäinen mekanismi DNA: n pakkaamiseksi tiukkaan pakkaukseen, mikä lyhentää kahden metrin pituuden yhteen.
Nukleosomit
Jos sinulla olisi 50 metriä lankaa, et halua pudottaa sitä vain kasaan. Sen sijaan saat kelan ja kiedot langan sen ympärille. Se on sama asia, jota kehosi tekee DNA: n kanssa. Se käyttää histoneiksi kutsuttuja molekyyliryhmiä DNA-keloina. Tilanne on kuitenkin hieman monimutkaisempi kuin lankarulla, koska kehosi on kyettävä pääsemään DNA: n eri osiin eri aikoina. Joten yhden suuren kelan sijasta, joka olisi avattava paljon päästäkseen jonnekin keskelle, kehosi tekee paljon pieniä keloja, jotka tekevät yhden silmukan toisensa jälkeen DNA: han. Noita kelatun DNA: n pieniä silmukoita kutsutaan nukleosomeiksi, ja jokaisessa kromosomissa on niitä satoja tuhansia. Tuloksena olevaa rakennetta kutsutaan yleisesti "helminauhaksi". Tämä kelaus vähentää DNA: n pituuden noin metristä noin 14 senttimetriin.
30 nm: n kuitu
Seuraavaa vaihetta DNA: n tiivistämisessä ei tunneta yhtä hyvin, vaikka tulokset ovatkin tiedossa. Jotenkin nukleosomit tuulevat toistensa ympärillä, ehkä kuin päivänkakkara terälehdet, jos kukin terälehti olisi pystysuora nukleosomi. Sitten nukleosomien pyöreät silmukat kiertävät toistensa päällä. Tuloksena on rakenne, jota kutsutaan 30 nanometrin kuiduksi, koska se on halkaisijaltaan 30 miljardia metristä metriä. Tämä 30 nanometrin kuitu silmukkaa sitten itseään ja silmukat sitten taas itsensä päälle - nyt enemmän kuin lankanvyyhe kuin lankarulla. Tämä kelaustaso riittää sovittamaan DNA: n solun ytimeen.
Metafaasi
Kun solu jakautuu, se hajoaa kahdeksi täydelliseksi kopioksi itsestään. Nämä kaksi täydellistä kopiota sisältävät kaksi DNA-sarjaa. Päällekkäisyyksien valmistelemiseksi kromosomit tiivistyvät entisestään ja asettuvat metafaasiksi kutsuttuun solun elämänvaiheeseen. Metafaasissa DNA: lla on niin monta silmukkaa silmukan päällä, että se puristuu yhdeksi kymmenentuhanneksi sen alkuperäisestä pituudesta. Nämä pakatut muodot olivat ensimmäinen löydetty DNA-muoto.