in viro DNA kondenzacija (06. svibanj 2011. godine)
U članku upravo objavljenom u časopisu Biophysical Journal osmislio sam model za kondenzaciju DNA u virusu (bakteriofagu) i
riješio ga numerički. Članak >> možete downloadirati OVDJE. DNA molekula se može
kondenzirati primjenom različitih kemikalija, malih peptida, polietilenglikola (PEG), spermina i drugih vrlo pozitivnih iona. U takvom,
kondenziranom stanju, razmaci između DNA vrpci su manji nego u uobičajenom, nekondenziranom stanju DNA. Stoga se ukupni volumen koji
zauzima DNA smanji.
Kondenzacijski proces se može dogoditi i u unutrašnjosti virusa, a u tom je slučaju on kompliciran činjenicom da su virusna DNA
i proteini u direktnom kontaktu. Zanimljivo je pitanje oblika koji kondenzirana DNA ima u kondenziranom stanju u
virusu. Mi smo zaključili da se radi o toroidalnom uređenju DNA, ali da je poprečni presjek toroida bitno ovisan o naravi
kondenzirajućeg medija (PEG ili spermin). U našoj interpretaciji radi se o efektivnoj modifikaciji DNA-protein interakcija
posredstvom kondenzirajućeg medija. Tako DNA-protein interakcija postaje izrazito privlačna u slučaju kondenzacije PEG-om, dok
se isti efekt ne vidi u slučaju kondenzacije sperminom.
Na slici iznad, na dvije "polaroidne fotografije" prikazane su eksperimentalne krio-mikroskopske slike virusa u dva slučaja
kondenzacije. U slučaju kondenzacije uz pomoć PEG-a, DNA toroid se "lijepi" za proteinski omotač virusa, tako da u presjeku
sliči mladom mjesecu (crescent moon). Dvije sfere s izrezanim kriškama i s toroidima u unutrašnjosti rezultat su mog
numeričkog proračuna čije detalje možete proučiti >> u objavljenom članku.
Kao što se može i vidjeti, ja u svom modelu dobijem oblike slične onima opaženim u eksperimentu, a oblik mladog mjeseca dobijem
u slučaju jake interakcije između DNA toroida i virusnih proteina.
Slika koja je otvorila ovaj post nastala je kao prijedlog za naslovnicu časopisa Biophysical Journal, ali je uredništvo nije odabralo. Slika prikazuje "modele virusa" na stolu, pored "polaroidnih fotografija" načinjenih na osnovu eksperimentalnih mikroskopskih slika. Tu su i "teorijske skice virusa" tzv. blueprinti (vidi sliku ispod). Vide se i starinska tehnička olovka (ja sam imao jednu takvu, ne znam da li takva debela grafitna punjenja još uvijek postoje), gumica i ravnalo.
Ovaj članak je rezultat prve moje suradnje s eksperimentalcima koji istražuju viruse. Također je to i prvi članak koji sam
objavio u časopisu Biophysical Journal.
O DNA toroidima, ali slobodnim, izvan virusa, već sam govorio u >> jednom prethodnom postu, prije
više od godine (...).
| << Pogrešni ikozaedri | Preko mora >> |
Zadnji put osvježeno 06. svibnja 2011. godine