Найти тему
Генетика для всех

Почему тонкие и очень длинные нити ДНК не запутываются?

Толщина ДНК определена молекулярными биологами - это всего-то 0,3 нанометра, то есть треть одной миллионной миллиметра. Что касается длины, то она бывает разной у разных видов. У человека, к примеру, совокупная длина всех имеющихся нитей ДНК - целых два метра. Как бы это нагляднее представить? Если бы ДНК человека была толщиной с его волос, то её длина при этом была бы равной расстоянию от Земли до Луны и обратно. И вот такую "ниточку" необходимо поместить в стандартный школьный спортивный зал (примерный размер ядра при указанной толщине ДНК). При этом нить нельзя ни порвать, ни запутать, ведь с неё ещё наследственную информацию считывать и копировать. Задачка! Как же природа с нею справляется?

Источник фото: https://pbs.twimg.com/media/ESn7bkvXQAESGO1.jpg
Источник фото: https://pbs.twimg.com/media/ESn7bkvXQAESGO1.jpg

А что сделали бы вы сами при хранении длинной нити, если хотели бы избежать перспективы последующего её нудного распутывания? Скрутили бы в клубок! Но это если нить достаточно толста, как нить для вязания. А если она очень тонкая вроде шёлковой? Тогда намотали бы на катушку. Вот и природа поступила точно так же - намотала нити ДНК, хранящиеся в ядре, на катушки-нуклеосомы, благодаря чему избежала хаоса в самой важной части клетки!

Нуклеосомы - это округлые образования, действительно напоминающие катушки по форме, состоящие из белков особых типов, называемых гистонами. На каждой нити ДНК их по нескольку штук. Если бы у нас с вами была возможность заглянуть в ядро человеческой клетки, мы увидели бы там 46 "ожерелий" - 46 нитей ДНК (46 хромосом) со множеством нуклеосом на каждой из них.

Есть в жизненном цикле клетки момент, когда особенно важно не допустить разрыва или запутывания нитей ДНК - момент деления клетки. Материнская клетка обеим дочерним должна передать наследственную информацию в полном объёме, не потеряв ни фрагмента цепочек ДНК. "Катушки"-нуклеосомы при этом ситуацию не спасут, уж слишком "ожерелья" из них длинны, да и "ожерелий" этих немало. Как же природа поступает в этой ситуации? Так же, как поступает и человек с длинным неудобным в эксплуатации электрическим шнуром - скручивает нить-шнур в спираль. Спирализация хромосом (нитей ДНК) происходит в самом начале процесса деления клетки (митоза). Спирализованные нити гораздо короче, имеют меньше шансов запутаться, мобильнее, что позволяет им с лёгкость совершать все те па, что положены хромосомам во время митоза.

Источник изображения: https://cknow.ru/uploads/posts/2018-02/1519400429_snimok.jpg
Источник изображения: https://cknow.ru/uploads/posts/2018-02/1519400429_snimok.jpg

Интересно, что и разумный человек, и неразумная (?) природа находят одинаковые решения при возникающих сходных проблемах.

Что ещё можно почитать о ДНК и о генетическом коде:

«На роду написано». А точнее – где это написано и как?

Если ДНК кодирует исключительно белки, то где же в ней информация о нас?

Действительно ли наши гены на 50% совпадают с генами банана? - об универсальности генетического кода

Всего четыре буквы в алфавите. Что за язык? - об избыточности (вырожденности) генетического кода

О комплИментах, комплЕментах и заданиях ЕГЭ по биологии на генетический код - о комплементарности генетического кода

Скованные двойной цепью... Зачем ДНК нужна вторая цепь?

На концах цепей ДНК есть "этикетки". Зачем? - об антинаправленности цепей ДНК

Дорожная карта для... нуклеотида

Собрались как-то... промотор, оператор и терминатор

Какая польза от "бесполезных" интронов?

Наука
7 млн интересуются