Je lichaam heeft ongeveer 50 biljoen cellen. Bijna allemaal hebben ze DNA in zich -- twee meter zelfs. Als je al dat DNA van begin tot eind aan elkaar zou rijgen, zou je een touwtje hebben dat lang genoeg is om tweeënhalf miljoen keer rond de aarde te gaan. Maar op de een of andere manier wordt dat DNA stevig genoeg verpakt om niet alleen in je lichaam te passen, maar ook in de kleine kernen van de cellen waaruit je lichaam bestaat. Je lichaam doet dit op dezelfde manier als je een verzameling touwen of een regenboog van garen zou organiseren: het spoelt en lust de draden samen.
De structuur van DNA
Een enkel DNA-molecuul bestaat uit een lange keten van adenine-, cytosine-, guanine- en thyminemoleculen die aan elkaar zijn gekoppeld met suiker- en fosfaatgroepen. DNA-moleculen bestaan zelden op zichzelf; ze zijn meestal gepaard in complementaire strengen die om elkaar zijn gewikkeld in de beroemde dubbele helixconfiguratie. Net als twee strengen draad biedt het dubbelstrengs DNA een soort chemische bescherming die de twee samen sterker maakt dan één op zichzelf. Die dubbelstrengs is het eerste mechanisme om DNA in een strakke verpakking te verpakken, waardoor de lengte van twee meter teruggebracht wordt tot één.
nucleosomen
Als je 50 meter draad had, zou je het niet zomaar op een hoop willen laten vallen. In plaats daarvan pak je een spoel en wikkel je de draad eromheen. Dat is hetzelfde wat je lichaam doet met DNA. Het gebruikt groepen moleculen die histonen worden genoemd als spoelen voor DNA. De situatie is echter iets gecompliceerder dan uw draadklos, omdat uw lichaam op verschillende tijdstippen toegang moet hebben tot verschillende delen van uw DNA. Dus in plaats van een enkele grote spoel die veel moet worden uitgepakt om ergens in het midden te komen, maakt je lichaam veel kleine spoeltjes, waardoor je de ene lus na de andere in je DNA maakt. Die kleine lusjes van gespoeld DNA worden nucleosomen genoemd en elk chromosoom heeft er honderdduizenden. De resulterende structuur wordt gewoonlijk een "kralensnoer" genoemd. Dit spoelen verkleint de lengte van het DNA van ongeveer een meter tot ongeveer 14 centimeter.
De 30-nm-vezel
De volgende stap in het comprimeren van DNA is niet zo goed begrepen, hoewel de resultaten bekend zijn. Op de een of andere manier winden de nucleosomen om elkaar heen, misschien als bloemblaadjes op een madeliefje als elk bloemblad een verticaal nucleosoom was. Dan draaien de cirkelvormige lussen van nucleosomen op elkaar. Het resultaat is een structuur die de 30 nanometer vezel wordt genoemd, omdat het een snaar is met een diameter van 30 miljardste meter. Die vezel van 30 nanometer maakt dan een lus om zichzelf, en de lussen lussen weer om zichzelf - nu meer als een streng garen dan als een draadklos. Dat niveau van oprollen is voldoende om het DNA in de celkern te passen.
metafase
Wanneer een cel zich deelt, splitst deze zich in twee perfecte kopieën van zichzelf. Die twee perfecte kopieën bevatten twee sets DNA. Om zich voor te bereiden op duplicatie, worden de chromosomen nog verder gecondenseerd en komen ze in een cellulaire levensfase terecht die metafase wordt genoemd. In de metafase heeft het DNA zoveel lussen op lussen dat het wordt samengeperst tot een lengte van een tienduizendste van de oorspronkelijke lengte. Die gecomprimeerde vormen waren de eerste vorm van DNA die werd ontdekt.