Jak bardzo można rozciągnąć nić DNA?

Fizycy-teoretycy z Uniwersytetu w Tuluzie podjęli się zasymulowania rozciągnięcia podwójnej nici DNA do punktu, w którym ulega ona rozerwaniu. Opracowany przez nich model teoretyczny pomoże w badaniach nad charakterystyką mechaniczną DNA i zrozumieniem niektórych procesów biologicznych.

Ponad 15 lat temu odkryto, że gdy nić DNA rozciągnąć trzymająca za końce, to ulega ona dwóm strukturalnym przemianom. Problem w tym, że podczas eksperymentu przemiany mogą nałożyć się na siebie w bardzo krótkim czasie, przez co są trudne do zaobserwowania. Dlatego naukowcy pod przewodnictwem Manghi postanowili zbadać to zjawisko z użyciem matematyki i modelu Isinga

Naukowcy potwierdzili teoretycznie, że po przekroczeniu siły koniecznej do zainicjowania rozciągania siła, która rozciąga DNA prawie 2 razy w stosunku do pierwotnej długości wynosi ok. 65 pN (pikoniutonów). Dodatkowo obliczono, że inna, znana przemiana strukturalna zachodzi pod wpływem siły 135 pN. Graniczna siła dla obu zjawisk zależy od sekwencji DNA. Powyżej135 pN, podobnie jak przy działaniu podwyższonej temperatury, gdzie zachodzi denaturacja, DNA ulega rozdzieleniu na 2 osobne nici.

Opracowany model teoretyczny wypełnia lukę pomiędzy mechanicznym rozciąganiem nici DNA a jej termiczną denaturacją i może pomóc zrozumieć oddziaływania zachodzące pomiędzy DNA i białkami oraz to, w jaki sposób DNA mieści się w małych strukturach takich jak wirusy.

(pj)