Ученые из Института науки и технологий Кванджу (GIST, Южная Корея) использовали рентгеновские лучи от синхротронной установки для анализа хромосомы человека в собранном состоянии и получили изображение ее структуры с разрешением в нанометровом масштабе, передает портал EurekAlert!.

Результаты работы опубликованы в журнале PNAS.

Если положить проводные наушники в маленький карман, они легко запутаются. Как же ДНК длиной примерно два метра (такой длины совокупность всех молекул ДНК двойного набора хромосом в одной клетке) может сложиться в маленькие палочковидные хромосомы, занять в миллион раз меньше места и не запутаться? Ведь существует риск повреждения или потери генетической информации. Следовательно, молекула ДНК должна упаковаться так, чтобы ни один участок хромосомы не повредился и генетическая информацию передалась точно.

Запутывания помогает избежать механизм упаковки, который конденсирует хромосомы до одной миллионной размера нити ДНК, а также трехмерная структура хромосомы. Раньше наблюдать за хромосомами в их естественном состоянии было сложно. Можно было рассмотреть только их некоторые компоненты или сделать вывод об их собранном состоянии, глядя на хромосомы в «развернутом» виде.

В данной работе ученые подтвердили трехмерную структуру хромосом с помощью когерентного рентгеновского излучения, которое создает синхротрон 3-го поколения. Для исследования гидратированные (соединенные с молекулами воды) хромосомы быстро заморозили и поддерживали их в криогенном состоянии.

Группа исследователей подтвердила, что хромосомы были сформированы во фрактальной, а не в иерархической структуре, как показывали предыдущие исследования. Кроме того, была представлена физическая модель, показывающая процесс упаковки ДНК в хромосоме.