İçerik
Her biri yaklaşık 3 1/4 fit uzunluğunda, bir iplik oluşturmak için su itici bir malzemenin parçacıklarıyla bir arada tutulan iki ince teliniz olduğunu hayal edin. Şimdi bu ipliğin birkaç mikrometre çapında suyla doldurulmuş bir kaba girdiğini düşünün. Bunlar insan DNA'sının bir hücre çekirdeğinde karşılaştığı durumlardır. DNA'ların kimyasal yapıları, proteinlerin hareketleriyle birlikte DNA'ları iki dış kenarı, DNA'nın küçük bir çekirdeğe sığdırmasına yardımcı olan spiral şeklinde veya sarmalında döndürür.
Boyut
Bir hücre çekirdeğinde, DNA sıkıca sarılmış, iplik benzeri bir moleküldür. Çekirdekler ve DNA molekülleri, yaratıklar ve hücre tipleri arasında boyut olarak değişir. Her durumda, bir olgu tutarlı kalır: düz gerilmiş, bir hücre DNA'sının çekirdeğinin çapından üssel olarak daha uzun olması. Uzay kısıtlamaları, DNA'yı daha kompakt hale getirmek için büküm yapılmasını gerektirir ve kimya bükümün nasıl gerçekleştiğini açıklar.
Kimya
DNA, üç farklı kimyasal bileşenden daha küçük moleküllerden oluşan büyük bir moleküldür: şeker, fosfat ve azotlu bazlar. Şeker ve fosfat, DNA molekülünün dış kenarlarına yerleştirilir, tabanlar aralarında bir basamak basamakları gibi düzenlenir. Hücrelerimizdeki sıvıların su bazlı olduğu göz önüne alındığında, bu yapı mantıklı: şeker ve fosfat hem hidrofilik hem de su seven, bazlar hidrofobik veya sudan korkuyor.
yapı
••• Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty ImagesŞimdi, bir merdiven yerine, bükülmüş bir ipi hayal edin. Bükümler, ipin ipliklerini birbirine yakınlaştırarak aralarında çok az boşluk bırakır. DNA molekülü benzer şekilde iç kısımdaki hidrofobik bazlar arasındaki boşlukları küçültmek için bükülür. Spiral şekli, suyun aralarından akmasını engeller ve aynı zamanda, her kimyasal bileşenin atomlarının üst üste binmeden veya engellemeden sığması için yer bırakır.
İstifleme
Bazlar hidrofobik reaksiyon, DNA bükülmesini etkileyen tek kimyasal olay değildir.DNA'larda birbirinin karşısına oturan azotlu bazlar, iki kordon birbirini çeker, ancak istifleme kuvveti olarak adlandırılan bir başka çekici kuvvet de oyundadır. İstifleme kuvveti, aynı iplik üzerinde birbirinin üstünde veya altında bulunan tabanları çeker. Duke Üniversitesi araştırmacıları, her bir bazın farklı bir istifleme kuvveti uyguladığı tek bir bazdan oluşan DNA moleküllerini sentezleyerek, böylece DNA'ların spiral şekline katkıda bulunduğunu öğrenmişlerdir.
Proteinler
Bazı durumlarda, proteinler DNA bölümlerinin daha sıkı sarılmasına neden olarak süper bobinler oluşturabilir. Örneğin, DNA replikasyonuna yardımcı olan enzimler, DNA zincirini hareket ettirirken ek bükümler yaratır. Ayrıca, 13S kondensin adı verilen bir protein, hücre bölünmesinden hemen önce DNA'da süper bobinleri uyarıyor gibi görünüyor, bir 1999 California Üniversitesi, Berkeley çalışmasında ortaya çıktı. Bilim adamları bu proteinleri araştırmaya devam ederek DNA çift sarmalının kıvrımlarını daha fazla anlamayı umuyorlar.