Bilim İnsanları Tek Bir DNA Molekülü Atomlarının Nasıl Kıvrılıp Bükülerek “Hareket Ettiğini” Gösterdi
Videoda bugüne kadar yakalanan tek bir DNA molekülünün en yüksek çözünürlüklü görüntüleri ve atomların kıvrılıp kıvranırken ‘dans ettiğini’ gösteriliyor.
Sheffield, Leeds ve York üniversitelerinden araştırmacılar, moleküllerin videolarını oluşturmak için gelişmiş atom mikroskobunu süper bilgisayar simülasyonlarıyla birleştirdi.
Simülasyonlarla birleştirilen çözünürlük, ekibin tek bir DNA ipliği içindeki her bir atomun hareketini ve konumunu haritalamasına ve gözlemlemesine olanak tanır.
Çalışmanın arkasındaki İngiliz ekibine göre, DNA’yı bu kadar ayrıntılı bir şekilde gözlemleyebilmek, yeni gen terapilerinin gelişimini hızlandırmaya yardımcı olabilir.
Görüntüler, hücrelerin içine tıkıştırıldığında DNA’ya yerleştirilen stres ve suşların şeklini nasıl değiştirebileceğini daha önce görülmemiş bir ayrıntıyla gösteriyor.
Daha önce bilim insanları, yalnızca statik görüntü almakla sınırlı mikroskoplar kullanarak DNA’yı görebiliyorlardı, video atomların hareketini ortaya koyuyordu.
Görüntüler o kadar ayrıntılı ki, DNA’nın ikonik çift sarmal yapısını görmek mümkün, ancak simülasyonlarla birleştirildiğinde, araştırmacılar DNA’daki her bir atomun konumunu ve nasıl bükülüp kıvrıldığını görebildiler.
Her insan hücresi iki metrelik DNA içerir ve hücrelerimize sığması için kendi kendini bükmek, döndürmek ve sarmak için evrimleşmiştir.
Bu, döngüsel DNA’nın genomun her yerinde olduğu ve gevşemiş meslektaşlarından daha dinamik davranış gösteren bükülmüş yapılar oluşturduğu anlamına gelir.
Ekip, molekülün her iki ucunda bir halka oluşturacak şekilde birleştirildiği için özel olan DNA mini halkalarına baktı.
Bu döngü, araştırmacıların DNA mini halkalarında fazladan bir bükülme vermesini sağlayarak DNA’nın daha güçlü dans etmesini sağladı.
Araştırmacılar, herhangi bir bükülme olmadan gevşemiş DNA’yı görüntülediklerinde, çok az şey yaptığını gördüler.
Bununla birlikte, DNA’ya ek bir bükülme verdiklerinde, aniden çok daha dinamik hale geldi ve bazı çok egzotik şekilleri benimsediği görülebildi.
Bu egzotik dans hareketlerinin, daha geniş bir şekil yelpazesi benimsedikleri ve daha çok çeşitli diğer moleküller onu çekici bulduğu için, DNA için bağlanma ortakları bulmanın anahtarı olduğu bulundu.
Stanford tarafından yapılan önceki araştırmalar, DNA mini halkalarının potansiyel sağlık ve yaşlanma göstergeleri olduğunu ve hastalık için erken belirteçler olarak işlev görebileceğini ileri sürdü.
DNA mini halkaları kıvrılıp bükülebildiğinden, aynı zamanda çok kompakt hale gelebilirler.
DNA’yı bu kadar detaylı inceleyebilmek, bükülmüş ve sıkıştırılmış DNA halkalarının hücrelere nasıl girdiklerini kullanarak yeni gen terapilerinin gelişimini hızlandırabilir.
Görüntüleri yakalayan Dr.Alice Pyne şunları söyledi: ‘Görmek inanmaktır, ancak DNA kadar küçük bir şeyle, tüm DNA molekülünün sarmal yapısını görmek son derece zordu.
“Geliştirdiğimiz videolar, DNA bükülmesini daha önce hiç görülmemiş bir ayrıntı düzeyinde gözlemlememizi sağlıyor.”
Bir gün kontrol edebilmeyi umduğumuz, ne kadar kırışık, kabarık, kıvrılmış, denatüre ve tuhaf şekilli olduklarını dikkat çekici ayrıntılarla gösteriyorlar.
Araştırmayı denetleyen Leeds Üniversitesi’nden Dr. Sarah Harris, çalışmanın fizik yasalarının atom altı parçacıklara ve tüm galaksilere yaptıkları gibi minik ilmekli DNA’ya da uygulandığını gösterdiğini söyledi.
Bükülmüş DNA’nın fiziğini anlamak için süper bilgisayarları kullanabiliriz. Bu, araştırmacıların gelecekteki tedaviler için ısmarlama mini halkalar tasarlamasına yardımcı olmalıdır. ‘
Yüksek çözünürlüklü atomik kuvvet mikroskobunu moleküler dinamik simülasyonları ile birleştiren çalışma, DNA süper sargısının esnekliği ve tanımayı artıran kıvrımlara ve kusurlara neden olduğunu gösteriyor. Çalışma, Nature Communications’da yayınlandı.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: dailymail
/Bilim İnsanları Tek Bir DNA Molekülü Atomlarının Nasıl Kıvrılıp Bükülerek “Hareket Ettiğini” Gösterdi/