Сетевая ДНК в хромосомах

На сайте БИОМОЛЕКУЛА.РУ в статье «Найдены новые доказательства значимости 3D-структуры генома и возможности передачи её по наследству» <УкладкаДНК> говорится, что группа российских исследователей показала: важную роль в регуляции активности генов играет их пространственная организация в клеточном ядре. Общая длина нити ДНК в ядре велика, но весь полимер занимает малый объём, свёртываясь в компактный плотный клубок. Как выяснили, этот клубок образуется не случайно: гены, которые должны совместно считываться, оказываются сближенными, причём паттерны межгенных контактов сохраняются при делении клетки (удвоении хромосом).

https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRHhE89IMR0dJeuYK5VlH7nGlf7HpZkWmioA5HDo8aO_Oq0-vWF

В моей статье о новой модели молекулы ДНК «Двойная спираль или лента-спираль?» (ХиЖ, 1999, № 9 — см. на этом сайте) есть главка «Хромосома — невод», в которой излагается гипотеза о сетевом устройстве хромосом. Известно, что участки ДНК с одинаковыми последовательностями оснований могут взаимно узнавать друг друга; это видно например при мейозе, когда две гомологичные родительские хромосомы сближаются и выстраиваются параллельно (затем происходит обмен блоками — кроссинговер).

Лента-спираль проясняет этот процесс и открывает интересные возможности с точки зрения пространственной организации ДНК. Суть в том, что имеющиеся в одной и той же хромосоме (или в разных хромосомах) повторяющиеся одинаковые участки могут сблизиться и химически соединиться: водородные связи между парами оснований в каждом из двух встретившихся участков ДНК рвутся, основания поворачиваются на 90° и возникают новые комплементарные пары (в ленте-спирали тяжи не перекручены, поэтому геометрических препятствий для этого нет) — получается так называемый гетеродуплекс, в котором сцеплены два сблизившиеся фрагмента ДНК.

Если теперь разрывов сахарофосфатных тяжей (как при кроссинговере) не произойдет, а параллельно расположенные участки разойдутся, то возникнут петли, из которых (в целом по хромосоме) может сформироваться сложная, разветвленная сеть. Такие петли способны отражать ассоциативные связи между удаленными участками генома, влияя на их транскрипцию; при этом структура сети могла бы сохраняться при удвоении хромосом, то есть нести дополнительную (эпигенетическую) информацию. 

Если это правильно, то хромосомная ДНК не обладает линейной одномерной структурой — она представляет собой сеть, а линейность — это артефакт, возникающий при разрезании сети.

Оставить комментарий.