Содержание
У вас есть около 50 триллионов клеток в вашем теле. Почти во всех них есть ДНК - фактически два метра. Если вы скрутите всю эту ДНК вместе, у вас будет достаточно длинной нити, чтобы обойти Землю два с половиной миллиона раз. Тем не менее, каким-то образом, эта ДНК упакована достаточно плотно, чтобы не только вписаться в ваше тело, но вписаться в крошечные ядра клеток, которые составляют ваше тело. Ваше тело управляет этим так же, как вам удалось бы организовать сбор веревок или радугу пряжи: оно катит и скручивает нити вместе.
Структура ДНК
Одна молекула ДНК состоит из длинной цепи молекул аденина, цитозина, гуанина и тимина, связанных вместе с сахарной и фосфатной группами. Молекулы ДНК редко существуют сами по себе; они обычно соединены в дополнительные нити, намотанные друг на друга в знаменитой конфигурации двойной спирали. Подобно двум нитям нити, двухцепочечная ДНК обеспечивает своего рода химическую защиту, которая делает их вместе сильнее, чем одну. Эта двойная прядь является первым механизмом упаковки ДНК в плотную упаковку, сокращая два метра длины до одного.
Нуклеосомы
Если бы у вас было 50 ярдов ниток, вы бы не захотели просто бросить их в кучу. Вместо этого вы получите катушку и обмотаете ее. То же самое делает ваше тело с ДНК. Он использует группы молекул, называемых гистонами, в качестве катушек для ДНК. Однако ситуация немного сложнее, чем ваша нить, потому что ваше тело должно иметь возможность получать доступ к различным частям вашей ДНК в разное время. Таким образом, вместо одной большой катушки, которую нужно было бы развернуть, чтобы попасть куда-то посередине, ваше тело делает много маленьких катушек, делая одну петлю за другой в вашей ДНК. Эти крошечные петли буферной ДНК называются нуклеосомами, и в каждой хромосоме их сотни тысяч. Результирующая структура обычно называется «нитью из бисера». Эта намотка уменьшает длину ДНК с одного метра до 14 сантиметров.
30-нм волокно
Следующий шаг в сжатии ДНК не так хорошо понят, хотя результаты известны. Каким-то образом нуклеосомы вращаются вокруг друг друга, возможно, как лепестки на ромашке, если каждый лепесток был вертикальной нуклеосомой. Затем круговые петли нуклеосом спирали друг на друга. В результате получается структура, называемая 30-нанометровым волокном, потому что ее длина составляет 30 миллиардных долей метра в диаметре. Затем это 30-нанометровое волокно зацикливается на себе, а затем петли снова зацикливаются на себе - теперь больше похоже на моток пряжи, чем на катушку ниток. Этого уровня свертывания достаточно, чтобы поместить ДНК в ядро клетки.
Metaphase
Когда клетка делится, она разделяется на две совершенные копии. Эти две идеальные копии включают два набора ДНК. Чтобы подготовиться к дублированию, хромосомы уплотняются еще дальше, выстраиваясь в клеточную жизненную стадию, называемую метафазой. В метафазе ДНК имеет так много петель на петлях, что она сжата до длины в одну десятитысячную своей первоначальной длины. Эти сжатые формы были первой обнаруженной формой ДНК.