Что происходит с ДНК при ее растяжении?

Друзья, с момента основания проекта прошло уже 20 лет и мы рады сообщать вам, что сайт, наконец, переехали на новую платформу.

Какое-то время продолжим трудится на общее благо по адресу https://n-n-n.ru.
На новой платформе мы уделили особое внимание удобству поиска материалов.
Особенно рекомендуем познакомиться с работой рубрикатора.

Спасибо, ждём вас на N-N-N.ru

-->

Исследователи из Европы однозначно определили, что происходит с молекулой ДНК при ее растяжении до предела прочности – этот вопрос интересовал биохимиков десятки лет.

Информация о процессах, протекающих при растяжении ДНК весьма важна, так как в процессах репликации, репарации и транскрипции ДНК клетки подвергается многочисленным механическим воздействиям. Информация о эластичных свойствах ДНК может снабдить исследователей новой информацией об особенностях взаимодействия ДНК с белками-ферментами, управляющими протеканием этих процессов.

Почти два десятилетия назад было показано, что при растяжении молекулы двуспиральной ДНК с ней происходит необычное превращение. Первоначально молекула сопротивляется растяжению. При приложении силы со значением 65 пиконьютон биомолекула растягивается до длины, в 1,7 раз превышающей исходную длину, после чего вновь продолжает сопротивляться растяжению уже вплоть до разрыва.

Для объяснения наблюдаемых явлений было предложено две гипотезы. Первая заключается в том, что молекула ДНК остается неповрежденной, а при нагрузке 65 пН расплетается, сохраняя двуспиральное строение. Вторая гипотеза заключается в том, что механическое усилие приводит к плавлению двуспиральной ДНК (разрыву водородных связей между комплементарными азотистыми основаниями) и переходу ДНК из дву- в односпиральное состояние.

Эрвин Петерман (Erwin Peterman) с коллегами из Нидерландов, Франции и Швеции определил, какая из гипотез верна. Исследователи воспроизвели эксперимент по растяжению нити ДНК, прикрепив 5’ и 3’-концы двуспиральной ДНК к бусинам из полистирола, сами бусины могут перемещаться с контролируемой силой натяжения нити при помощи системы лазеров – оптических щипцов.

Методика Петермана отличалась от ранее проведенных экспериментов по растяжению ДНК тем, что в систему было введено две флуоресцентные метки, одна из которых селективно связывается с односпиральной ДНК, а другая – с двуспиральной. Эти метки позволяют однозначно определить, сохраняет ли при растяжении ДНК двуспиральное строение или все же происходит разрыв водородных связей между парами А-Т и Г-Ц.

overstretching-DNA.400_tcm18-165438.jpg Растянутая до предела нить ДНК с флуоресцентными метками

Эксперименты Петермана продемонстрировали, что при натяжении ДНК постепенно происходит распаривание двуспиральной ДНК, которое, к тому же, происходит с обоих концов цепи, к которым прикладывается механическая нагрузка. Таким образом, эксперименты подтвердили, что правильной является вторая гипотеза, и при механической нагрузке двуспиральная ДНК превращается в односпиральную, длина которой на 70% больше длины исходной двуспиральной.

Опубликовано в NanoWeek,


Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.9 (9 votes)
Источник(и):

http://www.chemport.ru/datenews.php?…

http://www.rsc.org/…19100902.asp