В живых клетках обнаружена ДНК, имеющая абсолютно новую структуру

Когда речь заходит о молекулах ДНК, практически всем приходит на ум знакомое культовое изображение двойной спирали. Такая форма молекул была идентифицирована в 1953 году, и она является самой распространенной формой ДНК. За все время исследований ученым удалось обнаружить самые различные формы молекул ДНК, но им не было известно, существуют ли такие молекулы естественного происхождения и присутствуют ли он внутри живых клеток? И недавно, группе австралийских ученых впервые удалось обнаружить одну из самых необычных форм ДНК, имеющую название i-motif, внутри живых клеток.

Напомним нашим читателям, что все живые организмы являются чем-то вроде сложнейших биологических компьютеров. Только вместо последовательностей 1 и 0 эти компьютеры используют информацию, записанную в ДНК в виде последовательности комбинаций четырех видов оснований, обозначаемых латинскими буквами G, C, A и T. Невероятно длинные цепочки молекул ДНК содержат в себе всю информацию, определяющую особенности каждого организма и необходимую ему для правильного функционирования.

Однако, «биокомпьютерные инструкции» заключены не только в содержании молекул ДНК, в некоторых случаях они зависят и от формы этой молекулы. Поэтому, когда ученые находили такие необычные формы ДНК, как i-motif, у них возникали сомнения в том, что они могут формироваться в естественных условиях и находиться внутри живых клеток.

«i-motif — это весьма необычный узел ДНК» — рассказывает Марсель Дингер (Marcel Dinger), — «Структуру этого узла образуют связанные друг с другом основания, расположенные на одной и той же стороне двойной спирали, в то время, как структуру обычной ДНК образуют связанные основания, расположенные на противоположных сторонах молекулы».

Для того, чтобы обнаружить «узлы» ДНК, исследователям пришлось разработать новый инструмент. Активным компонентом этого инструмента является фрагмент молекулы, изъятой из антител. Особенностью этой молекулы является то, что она игнорирует ДНК в форме обычной двойной спирали и соединяется лишь с участками, имеющими другое строение, окрашивая их в зеленый цвет. И этот несвойственный окрас позволил ученым определить участки, где структура ДНК отличается от обычной.

«Самым интересным оказалось то, что мы смогли увидеть зеленые пятна, которые появляются и исчезают в разных местах в течение длительных промежутков времени» — рассказывает Махди Цераати (Mahdi Zeraati), — «Сейчас мы стараемся понять принципы появления и исчезновения узлов i-motif, что, по нашему мнению, является ключом к разгадке тайны их назначения. У нас уже даже имеется предположение, что эти узлы используются для активации и деактивации определенных генов».

Ученые уверены, что «непостоянный характер» узлов i-motif является причиной того, что они не были обнаружены в живых клетках ранее. Результаты исследований показали, что эти узлы чаще всего формируются, когда клетка проходит через определенный этап ее жизненного цикла, обозначаемый как G1. А местом, где такие узлы формируются наиболее часто, являются конечные части хромосом, которые играют ключевую роль в процессе старения клетки.

«Полученные нами результаты станут основой для нового направления исследований, целью которых будет понимание того, как эта новая форма ДНК формируется, для чего она предназначена, и какое влияние ее наличие оказывает на наше здоровье и склонность к некоторым заболеваниям» — рассказывает Марсель Дингер.