Logo bio-infomedia.ro

Arheele își pliază ADN-ul în moduri extreme

Ilustrație a ADN-ului la Archaea
ADN-ul arheelor adoptă forme asemănătoare cu ale jucăriei Slinky (o jucărie sub forma unui arc elicoidal precomprimat), fapt care ar putea face materialul lor genetic mai ușor accesibil. | Foto: S. BOWERMAN ET AL/ELIFE 2021
  • Arheele sunt organisme unicelurare, lipsitde de nucleu și care nu au organitele despărțite prin membrane celulare. Alături de bacterii și eucariote, ele reprezintă unul dintre cele trei domenii ale vieții de pe Pământ.
  • Aceste microorganisme își ambalează ADN-ul în structuri elicoidale, contorsioate, care fac materialul genetic mai ușor accesibil.

Organismele unicelulare denumite arhee (Archaea) își ambalează ADN-ul în structuri elicoidale care se extind și se comprimă în mod asemănător jucăriei Slinky (o jucărie sub forma unui arc elicoidal precomprimat). Un astfel de comportament molecular nu a mai fost observat la alte organisme și ar putea reprezenta o modalitate prin care arheele să-și acceseze mai ușor materialul genetic, conform unui raport al cercetătorilor din 2 martie, publicat în eLife.

Unele dintre aceste structuri chiar arată ca un Slinky care este deschis precum o carte, spune Karolin Luger, cercetător la Institutul Medical Howard Hughes din cadrul Universității din Colorado, Boulder. La prima vedere ai crede că aceste structuri ar contorsiona ADN-ul în forme îngrozitoare, însă totul curge în mod natural.

În mod asemănător cu benzile de casetofon, ADN-ul stochează informațiile sub forma unui filament foarte subțire și fragil de acizi nucleici. Însă, spre deosebire de aceste benzi, care se încurcau și se rupeau deseori, devenind inutilizabile, materialul genetic poate fi citit și replicat fără încurcături sau rupturi - toate acestea în timp ce el rămâne închis într-un compartiment incredibil de mic.

În anul 2017, Luger și colegii săi au descoperit că arheele - microorganisme care, la microscop, seamănă cu bacteriile, însă sunt destul de diferite - își pot înfășura ADN-ul în jurul unor proteine mici denumite histone. Acest proces este foarte asemănător cu modul în care plantele, animalele și ciupercile își pliază și înfășoară genomurile în unități compacte, în formă de disc, denumite nucleozomi.

Însă nimeni nu știa cum arată aceste structuri la arhee sau modul în care aceste microorganisme își accesează ADN-ul înfășurat. Utilizând simulările pe calculator și microscopia electronică pentru studierea materialului genetic al lui Methanothermus fervidus, o specie de arhee iubitoare de căldură, cercetătorii au descoperit că formele asemănătoare lui Slinky se deschideau și se închideau la fel ca valvele unei scoici.

Organismele complexe așa cum sunt oamenii, palmierii sau ciupercile depind de mașinării sofisticate pentru a-și destinde nucleozomii compacți și a accesa o anumită genă. În schimb, arheele își contorsionează ADN-ul pentru a-și activa și dezactiva genele; atunci când structura se deschide, genele pot fi citite, iar atunci când structura se închide, accesul la gene este oprit.

În continuare, Luger dorește să studieze și alte arhee care trăiesc în medii extreme, pentru a confirma dacă aceste structuri contorsionate sunt un fenomen general sau evoluția a inventat alte soluții pentru problema împachetării ADN-ului.

Source Sursa: www.sciencenews.org
Text: Emiliano Rodríguez Mega



Din aceeași categorie

Ciclul azotului la procariote

Archaea și ciclul azotului în natură

20 septembrie 2020 | Archaea