Суперзавитки на ДНК можуть не тільки лінійно рухатися, але і "стрибати"

 Вчені показали, що суперзавиткина ДНК можуть не тільки лінійно рухатися, але і "стрибати" з місця на місце по всій довжині молекули. Робота опублікована в журналі Science, її короткий зміст наведено на сайті Делфтського технічного університету.
Суперзавитки називаються скручування двохланцюгової нуклеїнової кислоти навколо самої себе. Якщо один кінець лінійної ДНК закріпити на підкладці, а другий кінець повертати навколо осі молекули, то нитка ДНК буде утворювати петлі -  суперзавитки і. Подібні витки часто утворює, наприклад, телефонний дріт, якщо його перекрутити. Як і у випадку проводів, в ДНК суперзавитки  виникають через топологічну напругу.
Відмінність полягає в тому, що в природі  суперзавитки виконують важливі біологічні функції. Існують навіть спеціальні ферменти, які перекручують ДНК і змушують її утворювати  суперзавитки. У бактерій  суперзавитки відповідають за те, наскільки активно працюють ті чи інші гени. У вищих організмів  суперзавитки, закріплені біля основи спеціальними ферментами, які  дозволяють відокремити управління певною ділянкою ДНК від решти геному.
Дослідники в ході експерименту розглядали невелику ділянку ДНК, яку закріплювали одним кінцем на підкладці, а до іншого приєднували магнітну частинку. Потім, за допомогою зовнішнього магнітного поля магнітну частинку закручували, що призводило до утворення на нуклеїнової кислоті супервітков. За їх утворенням стежили за допомогою флуоресцентного мікроскопа. На ориманому відео суперзавитки виглядають як зони ущільнення світності.
Вчені показали, що  суперзавитки можуть не тільки поступово рухатися (це було зрозуміло з самого початку), але і "стрибати" по молекулі. Між переходом  суперзавитка з одного в інший кінець нуклеїнової кислоти в такому випадку проходило не більше 20 мілісекунд. Основний вплив на динаміку надавала концентрація іонів в розчині і сила, з якою розтягували нуклеїнову кислоту.
Чи внутрішньоклітинна роль у виявлених "стрибків", поки не зрозуміло. Експеримент проводився в штучній системі, яка не містить жодного з безлічі білків, які управляють топологією ДНК в ядрі. Тим не менш, він показує, що виникає в одній частині молекули напруга може майже миттєво передаватися іншій області, що може мати велике значення для управління генами.
Джерело: lenta.ru