DNA peregangan misteri terpecahkan

DNA peregangan misteri terpecahkan

19 Oktober 2009

Para peneliti di Eropa telah benar-benar membongkar sebuah misteri yang telah membingungkan para ilmuwan selama bertahun-tahun: apa yang terjadi pada molekul DNA ketika ditarik ke titik. Pertanyaannya adalah penting karena DNA terkena berbagai manipulasi mekanik dalam sel: ia dapat dilipat, membuka, digulung dan uncoiled, membuka ritsleting dan melesat lagi. Sebuah pemahaman mendalam tentang sifat elastis DNA dapat memberikan wawasan kunci ilmuwan interaksi DNA dan protein yang melakukan manipulasi ini.

Hampir dua dekade yang lalu itu menunjukkan bahwa ketika sebuah molekul DNA beruntai ganda ditarik dari kedua ujung, ini mengalami transisi yang aneh. Awalnya menolak molekul peregangan. Kemudian, pada suatu gaya 65 piconewtons, polimer tiba-tiba menyerah dan peregangan menjadi 1,7 kali panjang aslinya dengan sedikit kekuatan tambahan. Ini kemudian menjadi resisten terhadap peregangan sekali lagi.

Dua bersaing ide muncul untuk menjelaskan perilaku ini. Yang pertama menyarankan bahwa DNA tetap utuh, tapi itu pada usia 65 pN heliks terurai untuk membentuk tangga lurus dan bahwa pasangan basa - para 'anak tangga' dari tangga - miring. Gagasan kedua adalah bahwa DNA untai datang terpisah - bahwa anak-anak tangga dari tangga istirahat, panjang membentuk DNA beruntai tunggal.

Sekarang Erwin Peterman dari Universitas Vrije di Amsterdam dan koleganya dari Perancis dan Swedia tampaknya telah menjawab pertanyaan itu. Para peneliti melaksanakan mapan DNA-peregangan percobaan dengan melampirkan salah satu ujung setiap untai panjang DNA beruntai ganda ke manik plastik. Manik-manik yang bisa ditarik terpisah dengan terkontrol dan terukur kekuatan oleh laser - sebuah proses yang disebut tweezing optik.

Namun, dalam sebuah novel pendekatan tim terkena DNA untuk dua tag neon berbeda. Satu mengikat secara eksklusif untuk beruntai tunggal DNA dan yang lain untuk DNA beruntai ganda. Dengan cara ini dimungkinkan secara langsung untuk melihat di bawah mikroskop jika DNA pecah menjadi untai tunggal atau tetap utuh.

'Menarik DNA dari kedua ujung adalah agak seperti menarik pada jaket yang memiliki ritsleting ganda berakhir,' kata Peterman. "Apa yang kami temukan adalah bahwa pada gaya transisi ritsleting mulai datang terpisah di kedua ujung, tetapi tetap melesat di tengah. Dengan kata lain, DNA datang terpisah di kedua ujung, dan di bawah ini ketegangan DNA beruntai tunggal adalah 70 persen lebih lama dari DNA beruntai ganda. "

Peterman menambahkan, 'Saya pikir pekerjaan ini akan memungkinkan untuk memahami secara benar-benar sangat rinci termodinamika dan energetika dari apa yang terjadi pada DNA ketika menggeliat, dan ini akan membantu kami membuat model baik interaksi DNA dengan protein. "

Sarah Harris, yang model DNA membentang di Universitas Leeds di Inggris, adalah tergetar oleh studi. "Ini adalah benar-benar cantik karya. Ini memberitahu kita tentang cara struktur molekul tunggal berubah di bawah tekanan, sesuatu yang kita belum dapat melihat sebelumnya, "katanya. "Ini memang terlihat seolah-olah mereka telah memecahkan pertanyaan - tetapi seperti biasa isu-isu ini sangat rumit jadi ini mungkin bukan akhir cerita."

Simon Hadlington