Molekuly DNA vesele interagují jedna s druhou

Už víme, že v regulaci DNA hrají značnou roli proteiny. Podle nové studie ale také mohou DNA molekuly interagovat přímo mezi sebou. Záleží to na jejich sekvenci a epigenetických faktorech, jako je metylace DNA.

Nový objev může mít zásadní dopad na naše poznatky o organizaci DNA v buňce nebo o způsobech regulace genů v různých typech buněk. Výzkumný tým v tomto případě vedli Aleksei Aksimentiev z Illinojské univerzity a Taekjip Ha z Univerzity Johnse Hopkinse.

Podle Aksimentieva jsme vlastně sotva začali do hloubky zkoumat fyzikální vlastnosti DNA. Je už ale jasné, že to nejsou jenom písmena natažená na provázku. Jde o komplexní molekulu s unikátními vlastnostmi. Podle doposud převládajících hypotéz je DNA v buňce organizována pomocí proteinů. Aksimentiev, Ha s spol. teď ale přišli s tím, že při organizaci DNA na úrovni chromozómů mohou hrát nemalou roli i přímé interakce jednotlivých řetězců DNA.

Takový výzkum si žádá superpočítač. Vědci použili superpočítač Blue Waters z Národního centra pro aplikace superpočítačů v kampusu Illinojské univerzity. Na něm si nasimulovali chování dvou molekul DNA v prostředí, které svojí povahou odpovídalo vnitřku buněk. Vybaveni výpočetní silou superpočítači mohli Aksimentiev, Ha s spol. mapovat chování jednotlivých atomů a měřit síly působící mezi molekulami.

Badatelé zjistili, že i když molekuly DNA mají sklon se odpuzovat ve vodním roztoku, v prostředí, které odpovídá poměrům uvnitř buňky, se mohou molekuly DNA naopak navzájem přitahovat. Záleží to na jejich sekvenci.

Podle Aksimentieva se řetězce DNA v buněčném prostředí přitahují silněji, když jsou bohaté na adenin (A) a thymin (T). Důležitou roli přitom hrají epigenetické úpravy DNA, jako je její ověšení metylovými skupinami. Metylace DNA pak zásadním způsobem reguluje pozorované interakce mezi molekulami DNA.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka, Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Více informací najdete zde: