DNT (dezoksiribonuklein turşusu), fərdi insanların böyüməsinə, inkişafına, çoxalmasına və meyllərinə təsir edən genetik təlimatları daşıyan molekulyar “plan” hüceyrə daxilində müxtəlif növ mexaniki stresslərə məruz qala bilər. Məsələn, onun ümumi quruluşuna və dinamikasına təsir edərək bükülə və ya uzana bilər.

York Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda molekulyar dinamika simulyasiyalarından istifadə edərək DNT-nin burulma və gərginlik altında necə davrandığını araşdırdılar. Bu atom miqyaslı simulyasiyalar Physical Review Letters jurnalında dərc edilmiş maraqlı yeni tapıntılar verdi .

Phys.org-a məqalənin baş müəllifi Dr. Agnes Noy deyib: “Mən həmişə DNT-nin hüceyrə daxilində necə davrandığını öyrənməklə maraqlanmışam”. “Biz DNT-ni rahat “mükəmməl” ikiqat sarmal kimi düşünməyə öyrəşmişik , lakin reallıq bundan çox uzaqdır. Hüceyrələrin içərisində DNT az/aşırı bükülür, nəticədə evlərimizdəki uzun kordonlara və ya bağ şlanqlarına bənzəyən “süper qıvrılmış” halqalar əmələ gəlir.”

Rahat DNT-dən fərqli olaraq, dinamik təbiətinə görə superburuqlu DNT-ni eksperimental şəraitdə yaxından müşahidə etmək çətin olmuşdur. Əvvəlki araşdırmalarından birində tədqiqatçılar mikroskopiya və atom ayırdetmə simulyasiyalarının birləşməsindən istifadə edərək bu çətinliyin öhdəsindən gəldilər.

“Bu iki metodologiya DNT üçün tapılan qlobal formalar üzərində çox yaxşı razılaşdığına görə, simulyasiyalar mikroskopiyanın həlli üçün effektiv təkan olduğunu sübut etdi ” deyə Dr. Noy ​​izah etdi. “İlk dəfə bükülmüş DNT-nin qoşa sarmal strukturunda qabarcıqlar şəklində qüsurlar təqdim etdiyini görə bildik (bu, iki DNT zəncirinin ayrıldığı zamandır). Lakin burada hiylə kiçik DNT dairələrinin model kimi istifadə edilməsi idi.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1738734274&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-02-molecular-simulations-insights-dynamics-supercoiled.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xNjIiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90IEEoQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMi4wLjY4MzQuMTYyIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xNjIiXV0sMF0.&dt=1738734274217&bpp=1&bdt=228&idt=51&shv=r20250130&mjsv=m202501280101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738734241%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738734241%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738734241%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6984224279460&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1920&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95349947%2C31090107%2C42531706%2C95344790%2C95350548%2C95351060%2C95347432&oid=2&pvsid=1587996341483899&tmod=555053904&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=56

Əvvəlki tapıntılara əsaslanaraq, Dr. Noy ​​və onun həmkarları canlı orqanizmlərdə genomları təşkil edən molekullar kimi xətti və ya daha uzun DNT zəncirlərində nə baş verdiyini araşdırmaq üçün yola çıxdılar. Bunu etmək üçün onlar dairəvi olmaya ehtiyac olmadan superburuqlu DNT-ni modelləşdirmək üçün istifadə edilə bilən yeni yanaşmalar hazırladılar.

“Məqsədimiz, molekulun uclarının idarə oluna bilən miqdarda burulma və gərginliyə məruz qaldığı superdolaqlı xətti DNT üzərində əsas təcrübələri simulyasiya etmək idi” deyə doktor Noy izah etdi.

“Bu təcrübələr bizə DNT-nin mexaniki qüvvələrə necə reaksiya verdiyini yaxşı başa düşsə də (DNT də hüceyrələrdə çəkilir), onlar bizə DNT-nin ala biləcəyi müxtəlif strukturları göstərə bilmirlər. Bir neçə model onun şəklini çəkməyə çalışdı, lakin heç biri belə şəraitdə DNT-ni atom rezolyusiyasında xarakterizə etməyə cəhd etmədi.”

Tədqiqatçılar DNT-də ayrı-ayrı atomların hərəkətini təyin etmək üçün klassik mexanika tənliklərinə əsaslanan molekulyar dinamika simulyasiyaları həyata keçiriblər. İstənilən eksperimental quruluşu simulyasiya etmək üçün onlar həmçinin DNT uclarına məhdudiyyətlər qoydular.

“Bizim simulyasiyalarımızın eksperimental DNT uzantısını (və ya uç-uca məsafələri) təkrarladığına əmin olaraq, biz DNT-nin həddindən artıq qıvrılmış halqalar və ya qabarcıqlar təqdim etdiyi müxtəlif şərtlərin xəritəsini çəkdik” dedi doktor Noy. “Biz DNT-nin gözlənildiyindən daha asan baloncuklar əmələ gətirdiyini kəşf etdik ki, bu da əvvəlki fərziyyələrin əksinə olaraq yalnız bükülmə dəyişikliyindən qaynaqlanır və çəkilməyə ehtiyac yoxdur.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .Abunə ol

“Bu, xüsusilə AT ilə zəngin ardıcıllıqlara aiddir, çünki adenin (A) və timindən (T) əmələ gələn baza cütü sitozin (C) və guaninin (G) yaratdığından daha az stabildir. İki DNT zəncirinin ayrıldığı zaman qabarcıqlar əmələ gəlir və genetik məlumatı oxumaq üçün lazımdır .”

Tədqiqatçılar DNT-də ikiqat spiralın varlığını aşkar etdikdən sonra, genetik məlumat daşıyan molekulyar elementlərin (yəni, A, T, C və G nukleobazları) bu strukturun içərisində saxlandığını və buna görə də onlara çatmağın çətin olduğunu müəyyən etdilər. Bu kəşfdən əvvəl alimlər hesab edirdilər ki, müşahidə olunan “baloncuklar” DNT-ni mexaniki olaraq stabilləşdirən xüsusi zülallar hesabına əmələ gəlir.

“Bizim tapıntılar o deməkdir ki, genetik məlumat əvvəlcədən düşünüldüyündən daha asan oxunur və ardıcıllıq hansı hissələrin ən əlçatan olduğunu kodlaşdırır”, – doktor Noy izah etdi. “Bu, alimlərin genetik proqramların necə baş verdiyini başa düşmələrini yaxşılaşdıracaq, bu, xəstəliklərin aşkarlanması və müalicəsində, həmçinin sintetik biologiya vasitəsilə birləşmələrin sintezində kömək edəcək.”

Bu tədqiqat qrupunun son araşdırması burulma stresinin xətti və daha uzun DNT zəncirlərinin strukturuna necə təsir etdiyinə dair yeni işıq salır. Doktor Noy növbəti tədqiqatlarında genomlarda genetik məlumatın ilk oxunduğu yerləri daha da tədqiq etməyi planlaşdırır, çünki bunlar ümumiyyətlə genin başlanğıcı üçün “siqnal nöqtələri” rolunu oynayır.

“Bu qısa ardıcıllıqlar genin “promotyorları” kimi tanınır və kritik əhəmiyyətə malikdir, çünki onlar müəyyən bir gen üçün DNT ardıcıllığının oxunub onun həqiqi funksiyasına çevrilib-oxunmamasına nəzarət edir”, – deyə doktor Noy əlavə edib.

“”Promotorlar”da qabarcıqların əmələ gəlməsi diqqətlə tənzimlənir, bu da orqanizmlərə xüsusiyyətin nə vaxt təqdim edildiyini müəyyən etməyə imkan verir. Mən bu tənzimləməni araşdırmağı planlaşdırıram ki, əsas yerlərdə DNT qabarcığının açılmasını və nəticədə gen ifadəsini hansı proseslərin idarə etdiyini daha yaxşı başa düşə bilək.”

Daha çox məlumat: Xətti DNT-də superboillər və ərimə qabarcıqları arasında qarşılıqlı təsirin atom təsviri. Fiziki İcmal Məktubları (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.038403 .

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

© 2025 Science X Network