Зміст
У вас в організмі близько 50 трильйонів клітин. Майже всі вони мають ДНК - насправді два метри від цього. Якщо ви з’єднаєте всю цю ДНК разом з кінцем до кінця, у вас є струна, достатньо довга, щоб обійти Землю в два з половиною мільйони разів. Але якось ця ДНК упаковується досить щільно, щоб не тільки вміститися всередину вашого тіла, але й вписатись у крихітні ядра клітин, що складають ваше тіло. Ваше тіло керує цим самим способом, як і вам, щоб організувати колекцію мотузок або райдужної пряжі: вона закручує і зав'язує пасма разом.
Структура ДНК
Одинарна молекула ДНК складається з довгого ланцюга молекул аденіну, цитозину, гуаніну та тиміну, пов'язаних разом із групами цукру та фосфатів. Молекули ДНК рідко існують самі по собі; вони, як правило, поєднуються в взаємодоповнювані пасма, намотані навколо один одного у відомій подвійній спіралі. Як і дві нитки нитки, дволанцюгова ДНК забезпечує своєрідний хімічний захист, який робить їх дві міцнішими, ніж одна сама по собі. Цей подвійний ланцюг є першим механізмом упаковки ДНК у щільну упаковку, зменшуючи довжину двох метрів до одиниці.
Нуклеосоми
Якби у вас було 50 ярдів нитки, ви б не хотіли просто кинути її в купу. Замість цього ви отримаєте котушку і оберніть навколо неї нитку. Це те саме, що робить ваше тіло з ДНК. Він використовує групи молекул, які називаються гістонами, як золотники для ДНК. Ситуація дещо складніша, ніж ваша котушка з нитками, оскільки ваше тіло має можливість мати доступ до різних частин вашої ДНК в різний час. Тож замість однієї великої котушки, яку доведеться багато розкрутити, щоб дістатися кудись посередині, ваше тіло робить безліч маленьких котушок, роблячи одну петлю за іншою у вашій ДНК. Ці крихітні петлі зіпсованої ДНК називаються нуклеосомами, і кожна хромосома має сотні тисяч. Отриману структуру зазвичай називають «ниткою з бісеру». Ця котушка зменшує довжину ДНК приблизно від одного метра до приблизно 14 сантиметрів.
30-нм волокна
Наступний крок ущільнення ДНК не так добре вивчений, хоча результати відомі. Якимось чином нуклеосоми звиваються навколо одних, можливо, як пелюстки на маргаритці, якби кожна пелюстка була вертикальною нуклеосомою. Потім кругові петлі нуклеосом спіралюються одна над одною. Результатом є структура, яка називається 30-нанометровим волокном, оскільки її струна має 30-мільярдну частину метра в діаметрі. Це 30-нанометрове волокно потім петляється на собі, а петлі потім петлюють на себе знову - тепер більше схожі на шпажку пряжі, ніж на золотник. Такого рівня згортання достатньо, щоб вмістити ДНК у ядро клітини.
Метафаза
Коли клітина ділиться, вона розбивається на дві ідеальні копії себе. Ці дві ідеальні копії містять два набори ДНК. Щоб підготуватися до дублювання, хромосоми ще більше конденсуються, вишикуючись у клітинній життєвій стадії, званій метафазою. У метафазі ДНК має стільки петель на петлях, що вона стискається на одну десять тисячної частини своєї початкової довжини. Ці стислі форми були першою виявленою формою ДНК.