Rozluźnienie ułatwia pakowanie

[KopalniaWiedzy.pl 318]

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego stwierdzili, że DNA upakowuje się łatwiej w ciasnej główce wirusa (bakteriofaga), gdy da mu się szanse na rozluźnienie.

DNA to długa, nieporęczna cząsteczka, która przez ujemny ładunek sama się odpycha. Co istotne, w główce bakteriofagów dzięki motorowi molekularnemu może być upchana do gęstości prawie dorównującej kryształowi. To jeden z najpotężniejszych motorów, jakie znamy - podkreśla prof. Douglas Smith.

Zespół Smitha śledzi proces "składania" wirusów, izolując poszczególne elementy systemu. Podczas eksperymentów pustą główkę i motor molekularny przyczepiono do mikroskopijnego koralika (dało się nim poruszać za pomocą lasera). Do innego koralika przymocowano wirusowe DNA. To trochę jak łowienie. Wymachujemy cząsteczką DNA naprzeciwko wirusowego motoru i jeśli mamy szczęście, motor schwyta DNA i zacznie je wciągać.

Proces postępuje i wyhamowuje, a przerwy stają się coraz dłuższe, gdy w miarę napełniania główki motor musi przeciwdziałać coraz większym siłom.

Gdy współpracownik Smitha Zachary Berndsen opóźniał motor, pozbawiając go energii chemicznej, okazało się, że po restarcie tempo pakowania wzrastało. Im dłuższy przestój, tym większe przyspieszenie.

W zamkniętej przestrzeni główki pełne rozluźnienie DNA zachodzi w ponad 10 min. To czas 60.000 razy dłuższy niż w przypadku "wolnego" DNA. To, jak szybko wirus pakuje DNA, jest zdeterminowane raczej fizyką niż chemią - twierdzi Smith.

Tendencja DNA do samoodpychania wspomaga rozluźnienie, a więc i pakowanie. Można by sądzić, że lepkość będzie wspomagać ten proces, ale stwierdziliśmy, że jest na odwrót - opowiada Nicholas Keller. Eliminowanie ujemnych ładunków, zwłaszcza do punktu, w którym DNA zaczynało się samo przyciągać, utrudniało pakowanie DNA, a wszystko dlatego, że DNA może utykać w konformacjach hamujących motor.

Poza wiedzą nt. działania wirusów studium opisane na łamach Physical Review Letters prezentuje naturalny system do modelowania fizyki długich polimerów w zamkniętych przestrzeniach.

« powrót do artykułu