В журнале Science опубликована статья, описывающая открытие, сделанное учеными из Европейской лаборатории молекулярной биологии и Вюрцбургского университета, которые обнаружили, как моторные белки упаковывают нити ДНК в компактные хромосомы во время деления.
Упаковка ДНК длиной до четырех метров происходит в 46 крошечных хромосом, размер которых не превышает миллионной доли метра. Генетики изучали конденсин – белковый комплекс, который участвует в формировании хромосом. Этот белковый комплекс был открыт более трех десятилетий назад, но только сейчас ученые смогли изучить, как он работает для упаковки ДНК. Специалисты смогли наблюдать за отдельными молекулами конденсина во время формирования петель ДНК.
Оказалось, что комплекс представляет собой сложную “молекулярную машину”. Одна его часть удерживает ДНК в стабильном состоянии, как якорь, а другая, как трактор, двигает ДНК вперед, создавая широкую петлю.
Конденсин, как и другие моторные белки, делает “шаги” вдоль ДНК, используя энергию АТФ, но эффективность использования энергии настолько высока, что позволяет белку двигаться в 500 раз дальше, чем другие белки, используя то же количество энергии. Исследователи сравнили этот белок с гоночным автомобилем.
Кроме того, использование криоэлектронной микроскопии позволило генетикам увидеть сложный механизм формирования хромосом в беспрецедентных деталях.
Специалисты считают, что результаты работы помогут им лучше понять не только процессы деления клеток, но и механизмы действия других моторных белков. По их словам, подобные петли и связанные с ними молекулярные механизмы участвуют в различных геномных процессах, в том числе контролируют включение и выключение генов между делениями клеток.
