Что происходит с днк при ее растяжении?
Исследователи из Европы конкретно определили, что происходит с молекулой ДНК при ее растяжении до предела прочности – данный вопрос интересовал биохимиков десятки лет.
Информация о процессах, протекающих при растяжении ДНК очень серьёзна, поскольку в процессах репликации, транскрипции и репарации ДНК клетки подвергается бессчётным механическим действиям. Информация о эластичных особенностях ДНК может снабдить исследователей новой информацией об изюминках сотрудничества ДНК с белками-ферментами, управляющими протеканием этих процессов.
Практически два десятилетия назад было продемонстрировано, что при растяжении молекулы двуспиральной ДНК с ней происходит необыкновенное превращение. Первоначально молекула сопротивляется растяжению. При приложении силы со значением 65 пиконьютон биомолекула растягивается до длины, в 1,7 раз превышающей исходную длину, по окончании чего снова сопротивляется растяжению уже впредь до разрыва.
Для объяснения замечаемых явлений было предложено две догадки. Первая содержится в том, что молекула ДНК остается неповрежденной, а при нагрузке 65 пН расплетается, сохраняя двуспиральное строение. Вторая догадка содержится в том, что механическое упрочнение ведет к плавлению двуспиральной ДНК (разрыву водородных связей между комплементарными азотистыми основаниями) и переходу ДНК из дву- в односпиральное состояние.
Эрвин Петерман (Erwin Peterman) с сотрудниками из Нидерландов, Швеции и Франции выяснил, какая из догадок верна. Исследователи воспроизвели опыт по растяжению нити ДНК, прикрепив 5’ и 3’-финиши двуспиральной ДНК к бусинам из полистирола, сами бусины смогут перемещаться с контролируемой силой натяжения нити при помощи совокупности лазеров – оптических щипцов.
Методика Петермана отличалась от ранее совершённых опытов по растяжению ДНК тем, что в совокупность было введено две флуоресцентные метки, одна из которых селективно связывается с односпиральной ДНК, а вторая – с двуспиральной. Эти метки разрешают конкретно выяснить, сохраняет ли при растяжении ДНК двуспиральное строение либо все же происходит разрыв водородных связей между парами А-Т и Г-Ц.
Растянутая до предела нить ДНК с флуоресцентными метками
Опыты Петермана показали, что при натяжении ДНК неспешно происходит распаривание двуспиральной ДНК, которое, к тому же, происходит с обоих финишей цепи, к каким прикладывается механическая нагрузка. Так, опыты подтвердили, что верной есть вторая догадка, и при механической нагрузке двуспиральная ДНК преобразовывается в односпиральную, протяженность которой на 70% больше длины исходной двуспиральной.