У вашому тілі близько 50 трильйонів клітин. Майже у всіх з них є ДНК - насправді два метри. Якби ви зв’язали всю цю ДНК з кінця в кінець, у вас була б довжина, достатньо довга, щоб об’їхати Землю два з половиною мільйони разів. Проте якось така ДНК упаковується досить щільно, щоб не тільки поміститися всередину вашого тіла, але і вписатися в крихітні ядра клітин, що складають ваше тіло. Твоє тіло управляє цим так само, як і тобі вдалося б організувати колекцію мотузок або веселки пряжі: воно мотає і петлює нитки.
Структура ДНК
Поодинока молекула ДНК складається з довгого ланцюга молекул аденину, цитозину, гуаніну та тиміну, пов’язаних разом з цукровими та фосфатними групами. Молекули ДНК рідко існують самі по собі; вони зазвичай поєднуються в допоміжні нитки, намотані навколо один одного у відомій конфігурації подвійної спіралі. Як і дві нитки ниток, дволанцюгова ДНК забезпечує своєрідний хімічний захист, який робить ці два сильнішими, ніж один. Це подвійна нитка є першим механізмом упаковки ДНК у щільну упаковку, зменшуючи два метри довжини до одного.
Нуклеосоми
Якщо у вас було 50 ярдів нитки, ви не хотіли б просто скинути її в купу. Замість цього ви б дістали котушку і обмотали ниткою навколо неї. Це те саме, що робить ваше тіло з ДНК. Він використовує групи молекул, які називаються гістонами, як котушки для ДНК. Однак ситуація трохи складніша, ніж ваша котушка ниток, тому що ваше тіло повинно мати доступ до різних частин вашої ДНК у різний час. Отже, замість однієї великої котушки, яку потрібно було б багато розгорнути, щоб дістатись десь посередині, ваше тіло робить багато маленьких котушок, роблячи одну петлю за другою у вашій ДНК. Ті крихітні петлі спіральної ДНК називаються нуклеосомами, і кожна хромосома їх має сотні тисяч. Отриману структуру зазвичай називають «ниткою бісеру». Це спулінг зменшує довжину ДНК приблизно з одного метра приблизно до 14 сантиметрів.
30-нм волокно
Наступний крок ущільнення ДНК не настільки добре зрозумілий, хоча результати відомі. Якось нуклеосоми звиваються одна біля одної, можливо, як пелюстки на маргаритці, якби кожна пелюстка була вертикальною нуклеосомою. Потім кругові петлі нуклеосом спіралі один на одного. Результатом є структура, яка називається 30-нанометровим волокном, оскільки це струна діаметром 30 мільярдів метрів. Потім це 30-нанометрове волокно зациклюється на собі, а петлі потім знову зациклюються на собі - тепер більше схоже на моток пряжі, ніж на котушку нитки. Такого рівня спіралі достатньо, щоб вмістити ДНК в клітинне ядро.
Метафаза
Коли клітина ділиться, вона розпадається на дві ідеальні копії себе. Ці дві ідеальні копії включають два набори ДНК. Щоб підготуватися до дублювання, хромосоми конденсуються ще більше, вишикуючись в клітинну стадію життя, звану метафазою. У метафазі ДНК має стільки петель на петлях, що вона стискається в довжину десять тисячних від початкової довжини. Ці стислі форми були першою виявленою формою ДНК.