Fizikçiler, biyologların yirmi yıldır tartıştığı bir anı yakaladı: iki DNA çift sarmalının oluk oluk birbirine "fermuar" gibi bağlandığını ve bunu mümkün kılan görünmez iskeleyi.
DNA molekülleri aynı negatif yüke sahiptir, yani birbirlerini itmeleri gerekir. Buna rağmen hücre içinde eşleşirler; bu adım genetik rekombinasyon, gen susturma ve kanserin ortaya çıkması için kritik. York ve Sheffield üniversitelerinden araştırmacılar, güçlü atomik kuvvet mikroskobisiyle kısa DNA parçalarının nasıl hizalandığını izledi; ardından nedenini bulmak için atom düzeyinde bilgisayar simülasyonları çalıştırdı.
Nucleic Acids Research dergisinde yayımlanan yanıt: iki değerlikli metal iyonları. Simülasyonlar, iki pozitif yük taşıyan iyonların sarmalların oluklarına yerleşerek sarmalların arasındaki boşlukta ikisini birden tutan minik köprüler gibi davrandığını gösteriyor. Görüntüler, yirmi yıl kadar önce dönemin Imperial College London araştırmacısı Alexey Kornyshev'in önerdiği "DNA fermuarı" modelini doğruluyor: tuz iyonları, sarmalların sarmal merdivenler gibi iç içe geçmesini sağlayan değişken yük desenleri oluşturuyor.
Çalışma ayrıca eşleşmenin tek biçimli olmadığını gösteriyor. Bazı diziler diğerlerinden çok daha güçlü temaslar kuruyor ve iki sarmalın hizalanma olasılığının özellikle yüksek olduğu sıcak noktalar oluşturuyor. Mutasyonların normal hücresel süreçleri bozduğu durumlarda önem taşıyabilecek genom bölgeleri tam da bunlar.
Araştırmayı birlikte yöneten York Üniversitesi'nden Agnes Noy, "Bu keşif, araştırmacıların genomun DNA eşleşmesinde özel rol oynayan bölgelerini belirlemesine yardımcı olabilir" dedi. "Bu bölgeler, mutasyonlar normal hücresel süreçleri bozup kansere katkıda bulunduğunda özellikle önem kazanabilir."
Kanser biyolojisinin ötesinde bulgu, mühendislerin ileride özel DNA yapıları tasarlamak için kullanabileceği programlanabilir etkileşimlere işaret ediyor. Çalışmanın ortak yazarı Sheffield'dan Thomas Catley, "Uzun süredir hipotez edilen mekanizmayı ilk kez doğrudan görüntüleyebilmek inanılmazdı" dedi.
