Вчені розглянули упаковку ДНК у ядрі клітини
З часу відкриття ДНК продовжується активне вивчення її будови. Відомо, що загальна довжина 46 молекул ДНК, що містяться в ядрі однієї клітини і складаються з 3200000000 пар нуклеотидів, дорівнює приблизно двом метрам. Докладено чимало зусиль, щоб зрозуміти, як за такої великої довжини ДНК може компактно упаковуватися в мікроскопічне ядро. Причому ця упаковка повинна забезпечувати можливість регуляторним білкам отримувати доступ до ДНК у потрібний час та у потрібному місці.
Вже було ясно, що є кілька рівнів компактизації хроматину (комплексу білків та ДНК) у ядрі клітини. Рентген та мікроскопія показали, що на першому рівні нитка ДНК намотується, як на котушку, на нуклеосому, діаметр якої 11 нм. Потім, як припускали вчені, ці нуклеосоми, як намистинки на нитці, укладаються у великі комплекси — фібрили. Через мікроскопічні розміри, щільне укладання ДНК і відсутність технологій вченим досі не вдавалося як слід розглянути всі її деталі. Цю прогалину у своїй новій роботі заповнила команда американських генетиків.
Щоб розглянути все у подробицях, вчені застосували спеціально розроблений ними метод ChromEMT, що поєднує електронно-мікроскопічну томографію (ЕМТ) з методом мічення (ChromEM), при якому використовується флуоресцентний барвник, пов'язаний із ДНК. Така комбінація дозволила візуалізувати хроматин.
Те, що вперше побачили дослідники, сильно відрізнялося від теоретичного опису структури укладання ДНК, що потрапив до всіх підручників. Жодних збірок нуклеосом у фібрили діаметром 30, 120 і 320 нм, як вважалося раніше, в ядрі не виявилося. Натомість вчені спостерігали, що ДНК та нуклеосоми збираються в невпорядковані ланцюги товщиною від 5 до 24 нм з різними формами частинок, щільностями та структурнимиконформаціями.
Як пишуть вчені, ці ланцюжки хроматину гнучкі і можуть згинатися на різних довжинах для досягнення різних рівнів ущільнення та високої густини упаковки.
Дослідження також допомогло пояснити спадкування позагеномних епігенетичних ознак. Було виявлено, що первинна структура хроматинових полімерів не змінюється в мітотичних (тобто діляться) хромосомах, і це показує, що епігенетичні структури можуть успадковуватись при розподілі клітин.
Раніше вчені побачили під мікроскопом водневі зв'язки.