WRÓĆ DO STRONY
GŁÓWNEJ
Nauka

Zaawansowana mikroskopia ujawniła niezwykłą strukturę DNA

Zaawansowana technika obrazowania ujawniła nowe szczegóły strukturalne S-DNA. Powstaje ono, gdy cząsteczka doświadcza ekstremalnego napięcia.


Przewidywalne łączenie i układanie par baz DNA pomaga zdefiniować podwójnie spiralny kształt cząsteczki. Zrozumienie, w jaki sposób pary bazowe dostosowują się do siebie, gdy DNA jest rozciągnięte, może zapewnić wgląd w szereg procesów biologicznych i poprawić projektowanie i wydajność nanourządzeń zbudowanych na podstawie DNA. Pochylone pary bazowe w rozciągniętym S-DNA były wcześniej obserwowane przy użyciu symulacji komputerowych, ale nigdy nie zostały ostatecznie zademonstrowane w ramach eksperymentów.


Naukowcy przygotowują wygenerowane komputerowo sekwencje jednoniciowego DNA, tak aby niektóre sekcje tworzyły pary bazowe z innymi sekcjami. W ten sposób badacze stworzyli m.in. „inteligentne” materiały, które spontanicznie dostosowują się do zmian w otaczającym je środowisku chemicznym.

Aby scharakteryzować strukturę i rozciągliwość S-DNA, naukowcy przymocowali mikroskopijne kulki do każdego końca krótkiego fragmentu DNA. Koraliki te służyły jako uchwyty do manipulowania pojedynczymi cząsteczkami DNA.

Następnie uchwycili fragment w wąskiej, wypełnionej płynem komorze, używając dwóch ściśle skupionych wiązek laserowych. Ponieważ kulki były uwięzione wewnątrz wiązek laserowych, naukowcy mogli przesuwać je w komorze poprzez sterowanie wiązkami. Umożliwiło im to rozciągnięcie DNA w celu utworzenia S-DNA.

Jednak zmiany strukturalne zachodzące w rozciągniętej cząsteczce DNA były zbyt małe, aby można je było bezpośrednio obserwować za pomocą standardowego mikroskopu optycznego. Aby sprostać temu wyzwaniu, autorzy badania wykorzystali tzw. mikroskopię fluorescencyjną. W ten sposób określili, czy pary bazowe w rozciągniętym DNA przechyliły się.

Niektórzy naukowcy sądzą, że struktury przypominające S-DNA mogą powstawać podczas działalności ludzkich komórek, ale obecnie biologiczny cel S-DNA jest wciąż nieznany. S-DNA może m.in. ułatwiać naprawę uszkodzonego DNA.

ŹRÓDŁO: phys.org