Арина: нуклеосомы укладываются по 4  штуки...резов в руне тоже четыре...и в картуше рун Рода тоже четыре...

Уточнена схема упаковки хромосом

Кирилл Стасевич

Двойная суперспираль хросомом складывается из множества структурных единиц, представляющих собой нуклеосомы, объединённые вместе по четыре штуки и соединяющиеся в прочные стопки с помощью всё тех же гистонов.

В клетках эукариот ДНК упаковывается в хромосомы с помощью белков-гистонов, но такая укладка происходит в несколько этапов, детали которых до сих пор не прояснены. Известно, что сначала ДНК и белки образуют нуклеосомы: нить ДНК наматывается на комплекс гистонов, напоминающих шайбу. Затем такие шайбы нуклеосом стягиваются вместе и образуют спиралеобразную, скрученную нить. Но как именно это происходит, как нуклеосомы складываются в хромосому?

Модель нуклеосомы: нить ДНК намотана на шайбу из белков-гистонов. (Иллюстрация Callista Images.)

Отчасти уточнить ситуацию с пространственной укладкой нуклеосом удалось специалистам из Института биофизики Китайской академии наук, которые рассматривали строение хромосомы в криоэлектронный микроскоп. В журнале Science исследователи пишут, что один из гистонов, H1, связывает по четыре нуклеосомы в единый комплекс — тетрануклеосомную единицу. Столь сложные единицы становятся строительными элементами для следующего этапа организации, когда они формируют двойную спираль.

То есть форма и структура ДНК как бы повторяются на более высоком уровне, только в каждом кусочке этой ДНК-подобной структуры гораздо больше самой ДНК.




Смысл гистона Н1 в том, чтобы укладывать нуклеосомы в компактные стопки: без этого суперспирали не получится. И нуклеосомы, и суперспираль учёные видели уже давно, но на сей раз им впервые удалось выяснить, какой гистон отвечает за переход с одного уровня организации на другой. Это, в свою очередь, должно помочь нам понять, как ДНК остаётся одновременно и плотно упакованной, и сравнительно легкодоступной для молекулярных манипуляций (хотя процедура разархивирования всё равно должна при этом происходить, а занимает она не так много времени, как можно было бы ожидать, учитывая степень упаковки).

Теперь исследователям предстоит понаблюдать за процедурой укладки хромосом и распаковки ДНК, чтобы ответить после этого на такой вопрос: что происходит при этом с тетрануклеосомным «кирпичом», формирующим хромосомную двойную спираль?

Подготовлено по материалам Института биофизики Китайской академии наук. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.

---

ДНК трансформирует свет.

Некоторое время назад были проведены исследования одного из самых опасных канцерогенов, известных на сегодняшний день, – бензопирена. Когда канцероген освещали ультрафиолетовым светом – он поглощал свет, а затем испускал его обратно с абсолютно другой длиной волны и частотой. Немецким биофизиком из университета в Марбурге Ф.А. Поппом было изучено более тридцати различных химических веществ, причём некоторые были канцерогенами, и выяснилось, что каждое вещество, вызывающее рак, преобразует ультрафиолетовый свет длиной 380 нанометров в другую длину волны  и частоту.
Получается, что связь между разными канцерогенами состоит в том, что все они берут свет с длиной волны 380 нанометров и преобразовывали его в какую-то другую длину волны. Это означает, что 380-нанометровый свет является очень важным для жизни. Затем выяснилось, что во многих биохимических экспериментах просходит ещё один интересный эффект: можно разрушить ультрафиолетовым светом 99% клетки, но если затем дать ей очень слабый импульс той же длины волны, клетка практически полностью восстанавливается за один день. Этот процесс известен как “фотовосстановление”, и никто не понимает, как он работает. И самые лучшие результаты фотовосстановления осуществляются на длине волны (угадайте с трёх раз!) 380 нанометров.
Были проведены дополнительные исследования среди растительных и животных клеток и обнаружено, что все живые существа непрерывно испускают фотоны – от небольшого числа до многих сотен. Интересно, что низшие животные или растения испускали значительно больше света, некоторые до сотни фотонов на квадратный сантиметр в секунду, чем люди, лишь 10 фотонов на кв. см. Это высокочастотный свет с длиной волны от 200-т до 800-т нанометров – выше видимого спектра. И вновь, свет был гармоничным, как луч лазера.
Кроме того, если освещать светом живые клетки, сначала они его поглощают, а затем, через небольшой промежуток времени, испускают в виде интенсивной вспышки нового света. Этот эффект назвали “замедленной фотолюминесценцией”. Очевидно, ДНК что-то делает со светом, а не просто безразлично его хранит. Получается, что наша ДНК хранит свет и он является непосредственным источником энергии и жизнеспособности. Если ДНК получает слишком много света, она посылает его назад. Эти обратные посылы света служат очень полезной цели – переносят информацию. А именно, световые пульсации несут коды восстановления порядка и равновесия всему телу.
Также Попп обнаружил, что, пребывая в стрессе, мы испускаем значительно больше фотонов, чем получаем. Как известно, многие болезни усугубляются или даже вызываются стрессом. Пребывая в стрессе или проходя через негативные эмоции, мы отдаем часть своей жизнеспособности, теряя свет, хранящийся в ДНК, из всех клеток. Так происходит потому, что дополнительные вспышки света содержат информацию, необходимую нашим клеткам для исцеления себя от всех разрушений, которые мы причиняем им негативными эмоциями.

Пути Бессмертия

"Чэнь Нивань сказал: "Хорошо, я расскажу тебе об этом. Есть три уровня в учении об обретении бессмертия, есть три свершения в выплавлении эликсира.

Тот, кто обрел путь небесных бессмертных может свершать превращения и метаморфозы и подниматься ввысь. Читать далее

Рис. 1. Вверху: схема поворота ротора (показан красным цветом) ДНК-мотора (то есть перехода из B-формы в Z-форму) при увеличении концентрации ионов Mg2+ и обратного перехода при уменьшении концентрации ионов. Внизу: изображения, полученные при помощи атомной силовой микроскопии и подтверждающие, что переход произошел. Рисунок из обсуждаемой статьи в Journal of American Chemical Society

Группа японских ученых сконструировала наномотор, работающий за счет смены конформации молекулой ДНК — перехода двойной спирали из правозакрученной (B-форма) в левозакрученную (Z-форма). «Запуск» мотора осуществляется путем изменения концентрации ионов в растворе. Закрепив мотор в жесткой рамке, которая фиксирует его на подложке, не мешая при этом вращению ротора, ученые смогли при помощи атомной силовой микроскопии проследить за работой мотора в режиме реального времени. Они зафиксировали два оборота ротора, что соответствует одному B-Z-переходу.Читать далее

Рак - геномное злокачественное перерождение

Участки ДНК, состоящие из четырёх цепей, обнаружены в хромосомах раковых клеток, что даёт повод считать такие структуры признаком злокачественного перерождения.

Abstract

Ученые из Университета Генуи в Италии разработали технологию электронной микроскопии, которая позволила впервые рассмотреть витки на ДНК. Работа опубликована в журнале Nanoletters, а ее краткое содержание приводит New Scientist.

Для получения изображения ученым пришлось создать совершенно новую подложку, на которой фиксировалась нуклеиновая кислота. На ней имелись микроскопические опоры, между которыми была натянута нить ДНК, при этом под молекулой в подложке проделывалось отверстие для электронных лучей.

В результате, ученым удалось получить изображение, на котором четко видны бороздки A-формы ДНК.

Толщина молекулы на изображении не соответствует действительности. Возможно, это связано с тем, что в работе использованы не одиночные молекулы, а тяжи из шести нуклеиновых кислот. Невозможность работать с одиночной ДНК авторы объясняют недостаточной чувствительностью матриц, которые фотографируют электроны. Из-за этого за время нужной экспозиции изображения одиночные молекулы успевают разрушиться под воздействием бомбардировки электронами.

Новая технология позволит изучать ДНК-белковые взаимодействия (например, места посадки транскрипционных факторов) непосредственно на индивидуальных молекулах нуклеиновых кислот.

Ранее другая группа ученых научилась с помощью атомно-силовой микроскопии определять в ДНК последовательность нуклеотидов.

Подложка с натянутой молекулой ДНК и полученное изображение. Микрофотографии Gentile, F., Nanoletters, 2012

Источник: arhivarrus.com.

http://earth-chronicles.ru/news/2012-12-11-35910

Ученые получили «фотографию» ДНК

Энзо Ди Фабрицио совместно с коллегами разработал уникальную методику нанесения образца. Ученые использовали кремниевую подложку. Дело в том, что наноразмерные столбики кремния обладают водоотталкивающим свойством, благодаря чему при нанесении на них раствора с ДНК влага очень быстро испаряется, и остаются только растянутые молекулы, готовые к съемке. Кроме того, исследователи сделали в подложке множество отверстий, через которые пропустили пучки электронов. Так им удалось повысить разрешение изображения.

В результате ученые запечатлели на фотографии «канат», образованный двойными спиралями ДНК, который внешне похож на штопор с плотными витками. Пока ученые смогли сфотографировать только нити из шести молекул, которые закручены вокруг седьмой. Проблема получения одиночной спирали заключается в том, что она мгновенно разрушается потоком электронов с большой энергией, которые используются в просвечивающем микроскопе.

Исследователи собираются в будущем изучить, как молекулы ДНК взаимодействуют с другими активными молекулами, к примеру, РНК и белками. Сейчас же они пытаются улучшить технологию подготовки образцов и найти более чувствительные детекторы с более «спокойными» электронами, чтобы получить фотографию не «компашки» молекул, а единичной двойной спирали ДНК.

Арина: это к разговору вот здесь: http://www.liveinternet.ru/users/5146949/post256843881/page1.html#BlCom630686202         «Где же эти чертежи?», или Как белки-ремонтники находят шаблоны для починки ДНК

Для починки ДНК белки-ремонтники ищут в остальной ДНК неповреждённую копию нужного участка. При этом они не перебирают по одному все участки здоровой ДНК, а анализируют сразу несколько фрагментов на предмет их сходства с нарушенной последовательностью.

Dr Mark J. Winter)." >Схема BRCA1, одного из белков, обслуживающих репарацию ДНК у человека (рисунок Dr Mark J. Winter).

Когда с ДНК случается что-нибудь нехорошее (например, разрыв или замена правильного нуклеотида на неправильный), в дело вступают системы репарации. Их существует несколько видов. Одна из самых сложных и загадочных разновидностей репарации состоит в том, что повреждённый участок молекулы ДНК расплетается так, чтобы освободить одну нить молекулы, после чего начинается поиск шаблона, по которому будет происходить восстановление. Повреждённый участок сравнивается со здоровой копией (хроматидой у человека или синтезируемой копией хромосомы у бактерии), и, когда соответствующий здоровый участок найден, по его образцу заделывается брешь в повреждённой молекуле.

Но даже небольшой геном состоит из миллионов и миллионов «букв» — азотистых нуклеотидов. И среди этого огромного массива белкам, обслуживающим репарацию, нужно найти соответствие между повреждённой и неповреждённой копиями ДНК. В этом и состоит загадка репарации. Бактериальные и эукариотические белки, которые её осуществляют, были открыты давно, все функции их описаны, но единой картины не получалось: не было понятно, как организована работа ремонтной системы, как ведётся поиск нужного участка ДНК в огромной библиотеке генома.

И вот в журнале Nature появилась статья, авторы которой претендуют на разрешение этой молекулярной загадки.

Есть две модели, описывающие работу репарационного комплекса на примере бактерий. По одной из них несколько молекул белка RecA, одного из ключевых белков репарации и рекомбинации, усаживаются на повреждённую цепь ДНК и начинает скользить вместе с ней по хромосоме, ища соответствие между повреждённой и неповрежденной ДНК. Вторая модель принимает во внимание то, что ДНК в клетке представляет собой чрезвычайно компактный и довольно запутанный клубок. И белок RecA вместе с «больным» фрагментом ДНК может одновременно контактировать сразу со многими последовательностями. Он никуда не едет и не скользит: находясь в гуще переплетённой ДНК, он может одновременно проверять на сходство участки из самых разных мест генома.

Выбрать между моделями можно было, только увидев своими глазами работу этого молекулярного комплекса. И это оказалось возможным только сейчас. Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе (США) использовали метод, который разрабатывался с 1991 года; первые результаты он принёс в 2001-м, когда учёные смогли в реальном времени наблюдать за работой фермента, расплетающего спираль ДНК.

Суть метода в том, что молекула ДНК растягивается к двум наношарикам, один из которых можно перемещать с помощью лазера. К такой ДНК «подсаживают» какой-нибудь молекулярный комплекс и наблюдают, как всё это между собой взаимодействует. На этот раз учёные добавили к ДНК на шариках белок RecA, удерживавший другой кусок ДНК, который ему нужно было сличать. Меняя форму ДНК, делая её то вытянутой в струну, то свёрнутой, учёные показали, что ремонтные белки никуда не скользят, а одновременно сравнивают с повреждённой последовательностью разные участки здоровой ДНК.

Можно сказать, что система просматривает сразу несколько чертежей, выбирая нужный. За счёт этого, полагают исследователи, репарация идёт гораздо быстрее, чем это было бы в случае постепенного перебирания и сравнивания последовательностей. В дальнейшем учёные собираются также увидеть процесс репарации, в котором участвуют белки человека. Считается, что неполадки в репарации ДНК служат причиной многих видов рака, так что для борьбы с ними всякая информация об этом молекулярном процессе может прийтись очень кстати.

Двое учёных из Калифорнийского технологического института создали сложную логическую схему на основе ДНК.

По своему устройству она напоминает традиционную полупроводниковую цепь, собранную с использованием унифицированных логических вентилей. «Это и делает наше исследование уникальным, — замечает один из его авторов Эрик Уинфри (Erik Winfree). — Мы нашли такую методику, которая подходит для разработки биохимических схем самых разных размеров и уровня сложности».

Самый крупный «компьютер», сконструированный г-ном Уинфри и его коллегой Лулу Цянь (Lulu Qian), состоит из 130 нитей ДНК и решает одну конкретную задачу — извлекает квадратный корень из любого натурального числа, не превышающего пятнадцати, и округляет результат в меньшую сторону. «Извлечение корня должно стать хорошей демонстрацией, — поясняет Эрик Уинфри. — Мы показали, что биохимические методы подходят для решения отвлечённой математической проблемы, а это изменит отношение к ним».

Работу схемы обеспечивают одно- и двухцепочечные синтетические фрагменты ДНК, причём последние сохраняют небольшой однонитевый участок на конце, а одноцепочечные молекулы играют роль входных и выходных сигналов. «Молекулы свободно перемещаются в растворе, время от времени встречаясь друг с другом, — рассказывает г-н Уинфри. — Когда одноцепочечной ДНК попадается двухцепочечная с комплементарной последовательностью на концевом участке, они «сцепляются», а одна из тех нитей, которые изначально принадлежали двухцепочечной молекуле, попадает в раствор и влияет на другие элементы схемы. Поскольку последовательности ДНК мы задаём сами, взаимодействия молекул полностью контролируются». Вычисление, таким образом, начинается с подготовки четырёх одноцепочечных отрезков, соответствующих четырём разрядам в двоичной записи числа, а двухбитный результат авторы считывали флуоресцентным способом, используя для кодирования четыре разных цвета.

		http://mestechko.info/science/9210-sozdan-kletochnyj-kalkulyator.html
Учёные воссоздали внутри живой клетки логическую схему, выполняющую сложение. Andrew Lambert Photography)." > Наглядное представление логических схем с некоторыми основными логическими операторами (фото Andrew Lambert Photography). В лаборатории Мартина Фуссенегера из Высшей технической школы Цюриха (Швейцария) создан клеточный калькулятор — устройство, состоящее из одной-единственной клетки млекопитающего, которое может выполнять логические операции. Учёным удалось сконструировать генетическую сеть, которая может обрабатывать входящие данные в соответствии с логическим оператором и в зависимости от полученного результата запускать некий метаболический процесс. Основной проблемой было найти такие элементы, которые могли бы соединяться друг с другом в различных сочетаниях, в зависимости от исходных данных. В итоге исследователи создали молекулярно-генетические логические вентили, которые в качестве входного сигнала использовали антибиотик эритромицин и растительный полифенол флоретин. Таких логических структур было создано несколько; одна из них, к примеру, выполняла работу оператора AND. В этом случае и эритромицин, и флоретин должны были присутствовать вместе, чтобы логический вентиль их просуммировал. Когда оба компонента приходили к логическому вентилю, он переключал генетическую сеть на производство флюоресцентного белка, и клетка начинала светиться. Как пишут исследователи в журнале Nature, комбинируя разные логические вентили, им удалось создать живые аналоги полусумматора и полувычитателя — основных логических схем, которые можно найти в любом калькуляторе. Такая клеточная система может работать со многими метаболическими продуктами одновременно, что отличает её от обычной вычислительной машины, имеющей дело только с электронами. Ранее уже сообщалось о логических операциях, которые могут выполнять коммутационные схемы из дрожжей или бактерий. Но на этот раз вся логическая схема оказалась упакована в одну клетку. Клетки млекопитающих, ввиду их большей сложности, лучше подходят для этого, чем дрожжи или бактерии. Помимо огромного фундаментального значения, клеточный калькулятор может стать прорыво 7c76 м в медицине: стоит только представить, как такая логическая схема следит, например, за уровнем глюкозы в крови у диабетиков и в нужное время увеличивает синтез инсулина. Впрочем, пока что это остаётся областью научной фантастики — хотя и куда более научной, чем прежде.

Эволюция надеется, что вы не знаете химию: проблема с хиральностью 

Др. Чарлз Маккомб 

Две "хиральные" формы 

Начиная с 1953 года ученые задаются вопросом: доказывает ли получение аминокислот в том эксперименте происхождение жизни из химикатов? Было много споров о том, подтверждает ли эксперимент эволюцию, или свидетельствует о Всемогущем Творце. В течение 50 лет ученые ведут дискуссии по этому вопросу, и дискуссии всегда заканчиваются спором. Как ученого, меня всегда интересовало, почему люди больше спорят, чем обсуждают факты. Потом я понял, что обсуждение фактов неминуемо приводит к вопросу хиральности. Хиральность – одно из лучших научных доказательств против случайной эволюции, и оно полностью разрушает заявления о происхождении жизни из химикатов. Хиральность это тот факт, который эволюционисты даже не хотят обсуждать.

© А. Н. Стацкевич

Голографический информационный гомеостаз (гипотеза)

 Авторское название:

"Голографический каркас организма.

Физиологическая и патологическая матрицы.

Информационный гомеостаз"

" Информационный гомеостаз» —что это? Для начала — маленький экскурс в историю. Однажды ученые решили попробовать синтезировать хотя бы одну молекулу живого вещества. Решено было создать простейшую белковую молекулу — молекулу альбумина.

Много лет продолжалась битва химиков с инертным веществом, молекула за молекулой «пришивались» аминокислоты к создаваемой цепочке белка Вот уже подсоединена предпоследняя аминокислота, а белок — по-прежнему в виде цепи (природный-то альбумин закручен в виде компактного шарика). Ученые даже разочаровались — не получается вещество живым!

 Но эксперимент продолжался И вот последняя аминокислота «подшита» к молекуле белка. Тут-то и началось самое интересное, молекула сама пришла в движение, скрутилась спиралью, некоторые части спирали соединились с другими ее участками, и, плавно изогнувшись цепочка приняла классическую шарообразную форму. Вопрос: как же это произошло? Читать далее