Para peneliti di The Scripps Research Institute telah menemukan cara mesin makromolekul dapat bersantai yang kusut panjang dan memutar DNA dalam inti sel sehingga informasi genetik dapat "dibaca" dan digunakan untuk mengarahkan sintesis protein, yang memiliki banyak khusus fungsi dalam tubuh.
Para ilmuwan mengatakan bahwa temuan mereka, dipublikasikan dalam edisi 23 November, 2008 online Nature Structural & Molecular Biology, memberikan wawasan baru yang penting ke dalam DNA unwinding kritis.
"Ini adalah proses dasar yang terjadi berkali-kali di dalam setiap sel kita setiap hari, tapi bagaimana hal itu terjadi belum dipahami." kata peneliti utama studi tersebut, Francisco Asturias, Ph.D., profesor di Departemen Biologi Sel di Scripps Research. "Struktur kita telah memecahkan memberikan petunjuk penting ke salah satu langkah pertama dalam regulasi ekspresi gen."
Untuk mencapai prestasi ini, para ilmuwan menggunakan teknik yang disebut makromolekul cryo-elektron mikroskop, di mana gambar molekul individu diawetkan pada suhu sangat rendah dicatat dan digunakan untuk menentukan struktur molekul. Menggunakan sampel dari ragi Saccharomyces cerevisiae, para ilmuwan mampu mengambil ribuan gambar individu yang kompleks remodeling kromatin RSC-mesin protein besar dan fleksibel yang unwinds DNA-dalam kompleks dengan nukleosom, unit organisasi dasar menjadi yang untai DNA dibungkus.
Para ilmuwan kemudian matematika digunakan dan pengolahan digital intensif untuk menerjemahkan apa dua-dimensi snapshot molekul RSC tunggal menjadi gambaran rinci dari mesin tiga-dimensi molekul di tempat kerja.
"Luar biasa Unpacking dan Repacking"
Untuk memahami kompleksitas proses, penting untuk mengetahui bahwa jika DNA dalam setiap sel yang membentang keluar, itu akan lebih dari tiga kaki panjang-dan diberi triliunan sel dalam tubuh manusia, telah dihitung bahwa DNA individu tunggal bisa stretch untuk menutup jarak dengan matahari dan kali kembali lebih banyak.
Jadi DNA harus dikemas ke dalam kromosom kecil rapi. DNA dalam setiap gen pertama merakit menjadi apa yang tampak seperti untaian manik-manik: string adalah DNA dan untuk kompak panjangnya, itu dibungkus dua kali sekitar spul-seperti protein histon manik, untuk membentuk suatu nukleosom. Tapi ada begitu banyak DNA dalam gen tunggal yang setiap gen dikemas menjadi kalung nukleosom pada tali DNA. Manik-manik ini kemudian menjadi lebih dikompresi menjadi tali berputar yang akhirnya membentuk kromatin, di mana DNA dipadatkan sekitar 10.000 kali dari panjang diperpanjang.
Apa para ilmuwan Scripps Research ditetapkan untuk dilakukan adalah untuk memahami bagaimana DNA RSC kompleks unwinds dari manik-manik banyak dalam gen histon sehingga mesin molekuler lain dapat membaca kode genetik.