Замислите да имате две танке нити, од којих је свака дугачка око 3 1/4 стопе, а међусобно их држе фрагменти водоодбојног материјала који чине једну нит. Сада замислите да ту нит уградите у посуду напуњену водом пречника неколико микрометара. То су услови са којима се људска ДНК суочава унутар ћелијског језгра. Хемијски састав ДНК, заједно са деловањем протеина, увија две спољне ивице ДНК у спирални облик или завојницу, што помаже ДНК да се уклопи у сићушно језгро.
Величина
Унутар ћелијског језгра, ДНК је чврсто смотан молекул сличан нити. Молекули нуклеуса и ДНК варирају у величини међу бићима и типовима ћелија. У сваком случају једна чињеница остаје доследна: испружена, ДНК ћелије би била експоненцијално дужа од пречника њеног језгра. Просторна ограничења захтевају увијање како би ДНК постала компактнија, а хемија објашњава како се увијање дешава.
Хемија
ДНК је велики молекул изграђен од мањих молекула три различита хемијска састојка: шећера, фосфата и азотних база. Шећер и фосфат се налазе на спољним ивицама молекула ДНК, а базе су поређане између њих попут пречника лествице. С обзиром на то да су течности у нашим ћелијама на бази воде, ова структура има смисла: шећер и фосфат су хидрофилни или воле воду, док су базе хидрофобне или се боје воде.
Структура
•••Хемера Тецхнологиес / АблеСтоцк.цом / Гетти Имагес
Сада, уместо мердевина, замислите увијени конопац. Преокретима се конопци ужета приближавају, остављајући мало простора између њих. Молекул ДНК се на сличан начин увија да би смањио размаке између хидрофобних база изнутра. Спирални облик обесхрабрује воду да тече између њих, а истовремено оставља простор за атоме сваког хемијског састојка да се уклопе без преклапања или ометања.
Слагање
Хидрофобна реакција база није једини хемијски догађај који утиче на окретање ДНК. Азотне базе које леже једна преко друге на два ланца ДНК се међусобно привлаче, али је у игри и друга привлачна сила, која се назива сила слагања. Сила слагања привлачи основе изнад или испод једне на другој нити. Истраживачи са Универзитета Дуке су синтезом молекула ДНК састављених од само једне базе научили да свака база врши различиту силу слагања, доприносећи тиме спиралном облику ДНК.
Протеини
У неким случајевима, протеини могу узроковати још јаче завојнице делова ДНК, формирајући такозване супер-завојнице. На пример, ензими који помажу у репликацији ДНК стварају додатне преокрете док путују низом ДНК. Такође, чини се да протеин назван 13С кондензин подстиче супер-намотаје у ДНК непосредно пре деобе ћелија, открила је студија Универзитета у Калифорнији 1999. у Беркелеиу. Научници настављају да истражују ове протеине у нади да ће даље разумети преокрете у двострукој завојници ДНК.