Измерения двойной спирали ДНК

Исследователи из Национальной физической лаборатории (NPL) и Лондонского центра нанотехнологий (LCN) определили структуру ДНК, проведя измерения на одной молекуле с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ), и обнаружили значительные вариации в хорошо известной двойной спирали.

В совместном проекте была применена методика «мягкого касания» в АСМ к крупным, нерегулярно расположенным и индивидуальным молекулам ДНК. В этой форме микроскопии миниатюрный зонд используется для «ощупывания» поверхности молекул по одной, а не для их «видения».

Чтобы продемонстрировать возможности метода, исследовательская группа измерила структуру отдельной молекулы ДНК и обнаружила, что в среднем она хорошо согласуется со структурой, впервые предложенной Уотсоном и Криком в 1953 году. Однако, что поразительно, изображения одиночной молекулы также выявили значительные вариации в глубине желобков структуры двойной спирали.

ДНК содержит наследственную информацию для клеток, и наша жизнь зависит от молекулярных механизмов, непрерывно работающих в наших телах. Структура этих нанометровых механизмов лежит в основе нашего понимания здоровья и болезней, а двойная спираль ДНК стала ключом к пониманию того, как хранится и передается генетическая информация.

Хотя происхождение наблюдаемых вариаций в структуре ДНК еще не до конца понятно, известно, что эти желобки служат «замочными скважинами» для белков («молекулярных ключей»), которые определяют степень экспрессии гена в живой клетке. Точные измерения позволяют наблюдать вариации в этих «замочных скважинах», что в дальнейшем может помочь определить механизмы, с помощью которых живые клетки активируют и подавляют использование генетической информации, хранящейся в их ДНК.