Wetenschappers zien hoe structuur DNA verandert als je er aan trekt
ArrayVeranderingen in structuur mogelijk van belang voor stabiliteit genoom
Een team van onderzoekers van de Vrije Universiteit Amsterdam (onder leiding van Erwin Peterman en Gijs Wuite), heeft samen met collega’s uit Frankrijk en Singapore dankzij geavanceerde technieken ontdekt dat de structuur van DNA op drie verschillende manieren kan veranderen als je aan een DNA-molecuul trekt. De onderzoekers vermoeden dat het vermogen van DNA om eenvoudig te schakelen tussen drie verschillende structuren van belang kan zijn voor de regulering en stabiliteit van het genoom. De resultaten van de Nederlands/Franse groep en de Singaporese groep worden deze week gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Drie structuren
DNA bestaat uit twee parallelle strengen die aan elkaar zijn verbonden in een zogenaamde dubbele helix structuur. De wetenschappers trokken met een optisch pincet aan beide uiteinden van DNA en zagen drie manieren waarop de structuur van DNA onder verschillende omstandigheden kan veranderen. Bij de eerste manier kwam door het trekken de ene DNA-streng helemaal los van de andere (‘afgepeld’ DNA). Maar door aan de uiteinden van het DNA-molecuul de beide strengen aan elkaar vast te maken en er vervolgens aan te trekken, kwamen beide strengen alleen plaatselijk los van elkaar (‘gesmolten’ DNA). De derde structuur kwam aan het licht toen de wetenschappers het DNA met zout stabiliseerden. In dit gestabiliseerde DNA kwamen beide strengen door het trekken niet los van elkaar, maar ontstond een langgerekt DNA-molecuul (‘gestrekt’ dubbelstrengs DNA).
Reparatie en stabiliteit van het genoom
Het vermogen van DNA om plaatselijk, geheel of helemaal niet uit elkaar te vallen, is dus afhankelijk van de DNA-structuur en de omstandigheden. In cellen staat DNA vaak onder invloed van substantiële mechanische krachten. De onderzoekers vermoeden daarom dat het vermogen van DNA om eenvoudig te schakelen tussen drie verschillende structuren van belang kan zijn voor de regulering en stabiliteit van het genoom.
De artikelen Revealing the competition between peeled ssDNA, melting bubbles, and S-DNA during DNA overstretching using fluorescence microscopy en Revealing the competition between peeled ssDNA, melting bubbles, and S-DNA during DNA overstretching by single-molecule calorimetry zijn gepubliceerd in PNAS.
