DNA obsahuje další vrstvu informace

Teoretičtí fyzici Leidenské univerzity doložili, že mechanické vlastnosti DNA představují další vrstvu informace, kterou řetězce DNA nesou. Badatelé simulovali mnoho různých DNA sekvencí a objevili vztah mezi mechanickými vlastnostmi a způsobem, jak se konkrétní řetězce DNA skládají ve 3D. 

Hypotézy o existenci druhé vrstvy informace v řetězcích DNA, která by souvisela s jejich mechanickými parametry, se objevují už od poloviny osmdesátých let. Je to vlastně docela zřetelné. Každá lidská buňka obsahuje asi tak 2 metry DNA a ty je nutné velmi pečlivě a několikanásobně smotat, aby se do buněčného jádra vůbec vešly.

To, jak jsou jednotlivé řetězce zašmodrchané přitom rozhoduje o tom, jestli se bude určitá část DNA přepisovat do RNA. Z teorie zároveň plyne, že způsob smotání DNA zásadním způsobem ovlivňují mechanické vlastnosti DNA. Až doposud ale scházel přesvědčivý důkaz, že to takto opravdu funguje.

Helmut Schiessel a jeho kolegové teď vůbec poprvé přesvědčivě doložili, že takováto druhá vrstva informace v DNA skutečně existuje. Napsali si software, s jehož pomocí simulovali skládání řetězců DNA s náhodnými mechanickými vlastnostmi. Ukázalo se, že mechanika řetězců DNA skutečně ovlivňuje způsob, jakým se tyto řetězce skládají do nukleozomů, v nichž se DNA obtáčí kolem histonových proteinů. Schiessel a spol. ověřili vztah mezi mechanickými vlastnostmi DNA a uspořádáním řetězců DNA v genomech dvou kvasinek.

Tento objev ukazuje, že mutace v DNA mají vlastně dva velmi odlišné důsledky. Jednak se změní samotná sekvence, sled písmen v řetězci DNA, a pak se také může změnit mechanika dotyčného úseku DNA. Změna mechanických vlastností pak vede k odlišnému uspořádání řetězce DNA a změní se jeho dostupnost pro přepis do RNA, což pochopitelně ovlivní i případný překlad do proteinů.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka, Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Více informací najdete zde: