DNT mənfi elektrik yükü daşıyır. Eyni yüklü cisimlər normal olaraq bir-birindən uzaqlaşdığı üçün DNT molekullarının bir-birini itələməsi gözlənilə bilər. Lakin canlı hüceyrələrin içərisində DNT bəzən sıx təmasa girməli və uyğun ardıcıllıqları tanımalıdır. Bu qarşılıqlı təsirlər genetik rekombinasiya və genlərin susdurulması da daxil olmaqla proseslər üçün vacibdir və onlar xərçəngdə də rol oynaya bilər.

Alimlər artıq bunun necə baş verdiyinə dair olduqca ətraflı bir mənzərəni ələ keçiriblər. Güclü atom qüvvəsi mikroskopiyasından istifadə edərək tədqiqatçılar DNT-nin qısa hissələrinin fövqəladə dəqiqliklə düzülməsini və bir-birinin yivini yivbəyən uyğunlaşdırmasını müşahidə etdilər. Daha sonra kompüter simulyasiyaları bu yaxın təması mümkün edən şeyləri ortaya qoydu: müsbət yüklü metal ionları DNT-nin yivlərinə çökə və iki molekul arasında kiçik molekulyar körpülər kimi xidmət edə bilər.

Kiçik İonlar DNT-nin İtaətkarlığın Qarşısını Almasına Kömək Edir

York Universitetinin Fizika, Mühəndislik və Texnologiya Məktəbindən professor Aqnes Noy tədqiqata rəhbərlik edib. O bildirib ki, “Bu kəşf tədqiqatçılara genomun DNT cütləşməsində xüsusi iştirak edən bölgələrini müəyyən etməyə kömək edə bilər. Bu bölgələr mutasiyalar normal hüceyrə proseslərini pozduqda və xərçəngə səbəb olduqda xüsusilə vacib ola bilər.”

Nəticələr təxminən iyirmi il əvvəl təklif edilən “DNT fermuar modeli” adlı bir ideya üçün eksperimental dəstək verir. London İmperial Kollecindən professor Aleksey Kornışev və onun əməkdaşları əvvəlcə DNT-ni əhatə edən duz ionlarının alternativ elektrik yükü nümunələri yarada biləcəyini irəli sürmüşdülər. Modelə görə, bu nümunələr qonşu DNT molekullarının bir-biri ilə bir-birinə bağlı iki spiral pilləkən kimi uyğunlaşmasına kömək edəcəkdir.

İndiyə qədər təklif olunan bu mexanizmi birbaşa müşahidə etmək çətin idi.

Alimlər “DNT Fermuarını” Sınaqdan Keçirdilər

Prosesi araşdırmaq üçün tədqiqatçılar DNT nümunələrini atom qüvvəsi mikroskopiyası ilə skan etdilər. Bu üsul səthləri son dərəcə kiçik miqyaslarda xəritələşdirməyə qadirdir. Bu skanlar komandaya DNT molekullarının necə yerləşdiyini göstərən ətraflı topoqrafik xəritələr yaratmağa imkan verdi.

Eyni zamanda, mürəkkəb kompüter simulyasiyaları fərdi atomları və ionları DNT ətrafında hərəkət edərkən izlədi. İki yanaşmanın birləşdirilməsi tədqiqatçılara həm DNT cütləşməsinə birbaşa baxış, həm də bunun üçün məsul olan molekulyar qüvvələri anlamaq üçün bir yol verdi.

Simulyasiyalar göstərdi ki, ikiqat yüklü metal ionları iki yüklü qol kimi təsirli şəkildə davrana bilər. Hər bir ion eyni anda hər iki DNT molekulu ilə qarşılıqlı təsir göstərə bilər, onları ayıran məkanda körpü yarada və iki zəncirinin hizalanmasını təmin edə bilər.

Şeffild Universitetinin Kimyəvi Materiallar və Bioloji Mühəndislik Məktəbinin həmmüəllifi Dr. Tomas Ketli dedi: “Uzun müddətdir fərziyyə edilən mexanizmi ilk dəfə birbaşa görüntüləmək inanılmaz idi. Əlimizdə olan qabaqcıl görüntüləmə texnikaları bizə bir çox əsas hüceyrə proseslərinə təsir göstərən bu əsas DNT qarşılıqlı təsirlərini aşkar etməyə imkan verir.”

Simulyasiyaları həyata keçirən Şeffild Universitetindən Dr. Viktor Velasko-Berrelleza əlavə etdi: “Mikroskopiya bizə nə baş verdiyini göstərir, lakin simulyasiyalar bunun arxasındakı molekulyar mexanizmi aşkar etməyə imkan verir.”

Bəzi DNT Ardıcıllıqları Daha Güclü Birləşir

Tədqiqatçılar həmçinin DNT-nin hər ardıcıllıq boyunca eyni dərəcədə yaxşı cütləşmədiyini aşkar etdilər. DNT-nin bəzi hissələri digərlərindən daha güclü təmaslar yaratdı və iki spiralın xüsusilə bir sıraya düzülmə ehtimalının olduğu fərqli qaynar nöqtələr yaratdı.

Bu kəşf tədqiqatçılara DNT-nin tanınması və cütləşməsində xüsusilə iştirak edən genomun hissələrini müəyyən etməyə kömək edə bilər. Mutasiyalar normal hüceyrə fəaliyyətinə mane olduqda və xərçəngə səbəb olduqda bu cür bölgələr xüsusilə əhəmiyyətli ola bilər.

Bu kəşfin tibbdən kənarda da istifadəsi ola bilər. Bəzi DNT ardıcıllıqları digərlərindən daha güclü qarşılıqlı təsir göstərmək üçün proqramlaşdırıla bildiyindən, elm adamları nəticədə bu xüsusiyyətlərdən biotexnologiya üçün xüsusi DNT strukturları qurmaq üçün istifadə edə bilərlər.

“Bivalentli ionlar vasitəsilə DNT-DNT tanınmasının görüntülənməsi və mexanizmi” adlı tədqiqat Nucleic Acids Research jurnalında dərc edilib .