Znanstvenici su uspjeli dešifrirati 3D strukturu genoma \u010dovjeka i došli do dva nevjerojatna saznanja o genijalnosti prirode u osmišljavanju inteligentnih rješenja za pohranu informacija.<\/p>\n
Istra\u017eivanje objavljeno po\u010detkom listopada u \u010dasopisu Science<\/em> opisuje novu tehnologiju Hi-C i njezinu uporabu u odgovaranju na pitanje kako svaka naša pojedina\u010dna stanica skladišti oko tri milijarde parova baza DNK, pritom omogu\u0107avaju\u0107i pristup funkcionalno klju\u010dnim segmentima ove molekule onda kada je to potrebno.<\/p>\n "Ve\u0107 dugo znamo da je, na mikrorazini, DNK dvostruka uzvojnica. No ako se ona ne bi svijala dalje od te razine, genom bi u svakoj stanici bio dug oko dva metra. Znanstvenici dosad nisu najbolje razumjeli kako se dvostruka uzvojnica svija i pristaje u jezgru ljudske stanice, koja u promjeru iznosi samo oko stotinu milimetra. Novim smo pristupom uspjeli dobiti nova saznanja o ovom va\u017enom pitanju", izjavio je Erez Lieberman-Aiden, jedan od autora studije sa Sveu\u010dilišta Harvard iz SAD-a.<\/p>\n Istra\u017eivanjem su dokazane dvije zapanjuju\u0107e \u010dinjenice. Prvo, ljudski je genom organiziran u dva zasebna odjeljka, \u010dime se odvajaju aktivni geni i \u010dine dostupnima za proteinsku obradu i obradu drugih regulatora, a trenutno neiskorišteni dijelovi DNK dr\u017ee se u guš\u0107e pakiranom odjeljku. Kromosomi se pritom neprestano izvijaju i pomi\u010du unutar i izvan ovih odjeljaka, prate\u0107i promjene njihove DNK izme\u0111u aktivnog i neaktivnog stanja.<\/p>\n Drugo, na finijoj razini, genom usvaja neobi\u010dnu organizaciju u matematici poznatu kao "fraktalnu". Specifi\u010dna novootkrivena arhitektura nazvana "fraktalnim globulom" (engl. fractal globule) omogu\u0107ava stanici pakiranje DNK do nevjerojatnih razmjera (gusto\u0107a informacija je za milijune milijarda puta ve\u0107a od one na ra\u010dunalnom \u010dipu), istovremeno izbjegavaju\u0107i stvaranje petlji i \u010dvorova koji bi se mogli uplitati u stani\u010dnu sposobnost \u010ditanja vlastitog genoma. Štoviše, DNK se vrlo lako mo\u017ee otpetljati i ponovno spakirati tijekom aktivacije gena, genske represije i stani\u010dne replikacije.<\/p>\n "Otkrili smo da je priroda osmislila nevjerojatno elegantno rješenje za pohranu informacija – supergustu strukturu koja se ne zapetljava", izjavio je Eric Lander, jedan od autora studije.<\/p>\n Teorija arhitekture fraktalnih globula, iako predlo\u017eena još prije 20 godina, nikad nije dokazana. Klju\u010dnom za njezino dokazivanje pokazala se Hi-C tehnika, koja omogu\u0107ava analizu bliskih gena diljem genoma. Znanstvenici su tijekom pokusa koristili formaldehid kako bi povezali DNK lance koji su me\u0111usobno blizu unutar jezgre stanice. Potom su odredili identitet susjednih segmenata cjepanjem DNK u mnogo malih segmenata, povezuju\u0107i novonastale segmente u petlje i izvode\u0107i paralelno DNK sekvenciranje svih dobivenih segmenata.<\/p>\n "Cjepaju\u0107i genom u milijun komadi\u0107a stvorili smo prostornu kartu koja prikazuje koliko su blizu razli\u010diti dijelovi jedan drugome. Stvorili smo fantasti\u010dnu 3D slagalicu koju smo, uz pomo\u0107 ra\u010dunala, uspjeli i slo\u017eiti", pohvalio se Nynke van Berkum, jedan od autora studije.<\/p>\n