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细胞工作时DNA链及其包装在细胞核周围蜿蜒

我们的遗传物质具有惊人的动态性:当细胞工作时,DNA链及其包装在细胞核周围蜿蜒。他们几乎似乎在跳舞。研究人员现在已经阐明了这种染色质动态背后的原因。作为揭示它们的分析和模拟,具有染色质方法的表面上混乱舞蹈:每当酶DNA展开的位置和用于读取准备,这产生的流体流,其也布置在平行相邻的链。如果染色质再次收缩,则股线继续“无序地”跳舞。

在我们身体的每个细胞中都有DNA形式的遗传信息。如果你将只有一个细胞核的整个DNA含量悬挂在一起,这条链的长度将达到两米。为了使此所有装配在刚刚6微米小核,遗传物质被封装:围绕特殊的蛋白质的DNA的风,以形成染色质与他们 - 珍珠链状结构。在细胞分裂过程中,染色质确保遗传物质收缩到染色体中。然而,在细胞的工作状态下,染色质是未冷凝的细胞核中看似混乱的意大利细纹线圈。

神秘的舞蹈

“最近的实验表明,染色质不断移动:它的部分反复移动几微米几秒钟,”加州大学圣地亚哥分校的David Saintillan及其同事解释道。“但在细胞核中的人类基因组的三维时空的组织仍然是细胞生物学的重大问题之一。”问题:在活动星系核的活动是非常复杂的,很难详细分析无细胞 - 从而染色质运动 - 破坏和杀死。

因此,Saintillan及其团队选择了间接方法:他们在模型中模拟染色质和核环境,并根据生物物理定律模拟可能的过程。他们的假设:该部分协调,部分乱半透明染色质造成的分子马达运动 - 展现在我们面前,而读取DNA总是基因组的部分酶,而下班后其他合同。因此,在他们的模拟中,研究人员测试了染色质链中这些局部收缩和应变对其整体动力学的影响。“我们已经为此开发了一个模型,其中染色质由分子马达开始的柔性聚合物链代表。

订购电流

模拟显示,根据一条染色质是否在一点被压缩或展开,基因组周围的转向和链的行为也会发生变化。研究人员报告说,如果酶将基因组链分开读取基因,就会在染色质周围的液体中产生电流。这些电流导致相邻染色质部分平行于展开位置排列,并沿与有序舞蹈相同的方向移动。另一方面,如果遗传物质的一部分再次收缩,则这种协调运动停止并且所产生的流动导致股线漂移回任何混乱的方向。

这种DNA舞蹈可能在细胞核读取和细胞功能中发挥重要作用。因此,运动产生的电流可以帮助在细胞核内分配重要的酶和其他细胞工具并将它们带到它们的作用部位。在基因读取期间相邻链的平行排列对于转录可能是重要的。但是,正如研究人员强调的那样,为了找出染色质“舞蹈”的确切功能,需要更多,更复杂的模拟和其他实验。

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