پیش‌نویس:ابر سیم پیچی DNA

سوپرکویلینگ چیست؟ | ابر سیم پیچ DNA

ویرایش

همانطور که همه ما می دانیم DNA یک سلول بسیار فشرده است و سطح بالاتری از سازماندهی ساختاری را استنباط می کند. مکانیسم تا شدن DNA DNA سلولی را بسته بندی می کند تا اطلاعات داخل DNA در دسترس باقی بماند.

برای درک بهتر همانندسازی DNA و فرآیند رونویسی، باید ساختار اصلی DNA را با دقت بررسی کنیم. ما باید دانش قبلی در مورد ویژگی مهم ساختار DNA داشته باشیم ابرپیچ.

ابرکویلینگ به معنای سیم پیچ شدن بیشتر یک سازه سیم پیچی است. مثلاً بگویید سیم تلفن معمولاً سیم پیچی است. سیم بین بدنه تلفن و گیرنده اغلب حداقل یک ابرکویل را در خود جای داده است. دو رشته DNA به دور یکدیگر پیچیده می شوند تا ساختار دو مارپیچی DNA را ایجاد کنند. سیم پیچی در محور DNA باعث ابرپیچ شدن می شود. ابرپیچ در DNA در بیشتر موارد، نشانه ای از فشار ساختاری زیرین است. هنگامی که خمش محوری DNA حاصل نمی شود، DNA در حالت آرام در نظر گرفته می شود.

 
شبیه به سیم تلفن پیچ خورده


ممکن است پیش‌بینی کرده باشیم که فرآیند فشردگی DNA شامل برخی ابرپیچ‌ها می‌شود. شاید کمتر تعجب آور این باشد که همانندسازی و رونویسی DNA علاوه بر این تحت تأثیر ابرپیچ‌پیچی قرار می‌گیرد. تکثیر و رونویسی هر دو نیازمند جدا شدن رشته‌های DNA و باز کردن مارپیچ DNA هستند.

  • آن DNA به خودی خود می پیچد و در DNA فشرده در سلول پیچیده می شود، در آن نقطه معقول و شاید حتی ناچیز به نظر می رسد.
  • با این حال، چندین مولکول DNA دایره‌ای، حتی پس از استخراج و خالص‌سازی، به‌طور استثنایی ابرپیچ باقی می‌مانند.
  • این نشان می‌دهد که ابرپیچ‌شدن خاصیت ذاتی DNA است. در DNA هر سلولی اتفاق می‌افتد و به طور استثنایی توسط هر سلولی تنظیم می‌شود.
  • خواص مختلف قابل اندازه گیری ابرپیچ پیچی استاندارد شده است، و بررسی ابرپیچ پیچی تعداد زیادی را نشان می دهد. بینش در مورد ساختار DNA و عملکرد آن.
  • این بررسی بر اساس ایده هایی از توپولوژی و بررسی ویژگی های جسمی است که در شرایط دینامیکی تغییر نمی کند.

برای DNA، تغییر شکل‌های ثابت تغییرات ساختاری را به دلیل حرکت حرارتی یا برهمکنش پروتئین یا سایر عوامل شیمیایی در خود جای می‌دهند. تغییر شکل های متناوب شامل شکستن رشته DNA است. برای DNA دایره‌ای، در صورت عدم وجود گسستگی رشته، خواص توپولوژیکی تحت تأثیر تغییرات ساختاری در رشته‌های DNA قرار نمی‌گیرد. خواص توپولوژیکی منحصراً با شکستن ستون فقرات قند فسفات و پیوستن مجدد هر یک از رشته های DNA مختل می شود. ما در حال حاضر ویژگی های اساسی و اساس فیزیکی ابرپیچ پیچ را بررسی می کنیم.