Ako je DNA organizovaná tak, aby sa zmestila do bunky?

Vo svojom tele máte asi 50 biliónov buniek. Takmer všetci majú v sebe DNA - vlastne dva metre od nej. Keby ste spojili celú túto DNA dokopy, mali by ste reťazec dostatočne dlhý na to, aby ste obehli Zem dva a pol milióna krát. Avšak nejako sa táto DNA zbalila natoľko, aby sa zmestila nielen do vášho tela, ale aby sa zmestila do malých jadier buniek, z ktorých sa skladá vaše telo. Vaše telo to zvláda rovnakým spôsobom, ako by ste dokázali usporiadať zbierku povrazov alebo dúhu priadze: navíja sa a spája vlákna.

Štruktúra DNA

Jedna molekula DNA pozostáva z dlhého reťazca molekúl adenínu, cytozínu, guanínu a tymínu spojených spolu s cukrovými a fosfátovými skupinami. Molekuly DNA zriedka existujú samy osebe; zvyčajne sú spárované v komplementárnych prameňoch navinutých okolo seba v slávnej konfigurácii dvojitej špirály. Rovnako ako dva reťazce vlákna, dvojvláknová DNA poskytuje druh chemickej ochrany, vďaka ktorej sú dva dohromady silnejšie ako jeden samotný. Toto dvojvlákno je prvým mechanizmom na zabalenie DNA do pevného obalu, ktorý redukuje dva metre dĺžky na jeden.

instagram story viewer

Nukleozómy

Keby ste mali 50 metrov nite, nechceli by ste ju len tak hodiť na hromadu. Namiesto toho by ste dostali cievku a omotali okolo nej niť. To isté robí vaše telo s DNA. Ako cievky pre DNA využíva skupiny molekúl nazývané históny. Situácia je trochu komplikovanejšia ako vaša cievka s niťami, pretože vaše telo musí byť schopné prístupu k rôznym častiam vašej DNA v rôznom čase. Takže namiesto jedinej veľkej cievky, ktorú by bolo treba veľa rozbaliť, aby ste sa dostali niekam do stredu, vaše telo vytvára veľa malých cievok, ktoré vytvárajú jednu slučku za druhou vo vašej DNA. Tieto drobné slučky spoolovej DNA sa nazývajú nukleozómy a každý chromozóm ich má státisíce. Výsledná štruktúra sa bežne nazýva „šnúra korálkov“. Táto cievka zmenšuje dĺžku DNA z približne jedného metra na približne 14 centimetrov.

30-nm vlákno

Ďalší krok v zhutňovaní DNA nie je tak dobre pochopený, aj keď výsledky sú známe. Nukleozómy sa nejako okolo seba vinú, možno ako lupene na sedmokráske, ak by každý lupeň bol vertikálny nukleozóm. Potom sa kruhové slučky nukleozómov špirálovito ukladajú na seba. Výsledkom je štruktúra s názvom 30-nanometrové vlákno, pretože ide o reťazec s priemerom 30 miliárd miliárd metrov. Toto vlákno s veľkosťou 30 nanometrov sa potom navinie na seba a slučky sa potom navinú opäť na seba - teraz viac ako pradienko z priadze ako cievka s niťou. Táto úroveň navinutia je dostatočná na to, aby sa DNA zmestila do bunkového jadra.

Metafáza

Keď sa bunka rozdelí, rozdelí sa na dve dokonalé kópie. Tieto dve dokonalé kópie obsahujú dve sady DNA. V rámci prípravy na duplikáciu sa chromozómy ešte ďalej kondenzujú a tvoria sa v štádiu bunkového života, ktoré sa nazýva metafáza. V metafáze má DNA toľko slučiek za slučkami, že je komprimovaná do dĺžky jednej desaťtisíciny svojej pôvodnej dĺžky. Tieto stlačené formy boli prvou objavenou formou DNA.

Teachs.ru
  • Zdieľam
instagram viewer