DNA vormt de letter Z

Naomi Vreeburg

2020-03-05 08:59:01

DNA DNA-strengen

In je cellen vindt origami plaats: lange DNA-strengen vouwen zich op ter voorbereiding op de celdeling. Wetenschappers hebben meer inzicht verkregen in dit proces. 

Je kunt DNA in een cel voor je zien als een bord spaghetti: een warboel aan slierten. Maar voordat celdeling plaatsvindt, wordt hier orde in aangebracht. Om het DNA netjes te verdelen over twee dochtercellen, vouwen de spaghettislierten zich namelijk op en ontstaan er minuscule pakketjes erfelijk materiaal. Het zogeheten condensine-eiwitcomplex speelt een grote rol bij dit vouwwerkje, zo is al langer bekend.

In 2018, zo schreven we ook op de KIJK-site, wisten wetenschappers uit Delft en Heidelberg dit proces te filmen. Ze ontdekten op deze manier dat condensine een lus vormt in een DNA-streng. Deze lus zorgt ervoor dat het DNA bij elkaar blijft en een compacter geheel wordt. Vervolgonderzoek van hetzelfde team wijst nu uit dat dit niet de enige vorm is waarin het eiwitcomplex het DNA kan vouwen. Een ‘Z-loop’ is eveneens mogelijk.

Lees ook:

Zigzagstructuur

Om de DNA-origami in beeld te krijgen, zetten de wetenschappers een DNA-streng met de uiteinden vast op een glasplaatje. Vervolgens voegden ze fluorescerende kleurenlabels toe én condensine-eiwitcomplexen. Dit geheel legden ze onder een microscoop; zo konden ze de condensine aan het werk zien.

“Tijdens deze experimenten zagen we een interessante, nieuwe vorm van opgevouwen DNA, die duidelijk verschilt van een enkele lus”, zo vertelt onderzoeker Eugene Kim van de TU Delft. “Het DNA werd opgevouwen in een soort zigzagstructuur, in de vorm van de letter Z.”

Uw cookieinstellingen laten het tonen van deze content niet toe. De volgende cookies zijn nodig: Marketing. Wijzig uw instellingen om deze content te zien.
Deze animatie laat zien hoe de Z-vorm tot stond komt.
Uw cookieinstellingen laten het tonen van deze content niet toe. De volgende cookies zijn nodig: Marketing. Wijzig uw instellingen om deze content te zien.
De real thing. Op deze microscoopbeelden zie je hoe twee condensines DNA opvouwen tot een Z-vorm.

Deze Z-vorm wordt veroorzaakt door twee condensine-eiwitcomplexen. De eerste maakt een enkele lus in het DNA, zoals de onderzoekers in 2018 ook al zagen. De tweede vormt eveneens een lus, maar dan binnenin de lus die eerder is gemaakt: een lus in een lus. Vervolgens hopt het tweede condensine-complex over het andere heen en vormt de zigzagstructuur, zoals je op onderstaand plaatje en bovenstaande filmpjes kunt zien:

DNA

Erfelijke ziektes

“We waren enorm verrast dat condensine-complexen elkaar kunnen passeren”, laat onderzoeker Cees Dekker van de TU delft weten in het persbericht. “Dit is volledig in strijd met de huidige modellen, die ervan uitgaan dat condensines elkaar blokkeren als ze botsen.”

Het onderzoek geeft ons dus meer inzicht in de celdeling van DNA, maar kunnen we nog meer met deze informatie? Het is wellicht ook relevant voor medisch onderzoek. Foutjes in de eiwitfamilie waartoe condensine behoort, de SMC-eiwitten, zijn gerelateerd aan erfelijke aandoeningen. En meer inzicht in erfelijke, ernstige ziektes is natuurlijk altijd welkom.

Benjamin Rowland, moleculair bioloog van het Nederlands Kanker Instituut en niet betrokken bij de studie, doet er nog een schepje bovenop. “Deze paper is razend interessant omdat het belangrijk inzicht verschaft in het cellulaire mechanisme dat structuur geeft aan het DNA. Alle levende wezens op aarde hebben condensine-achtige eiwitcomplexen die het DNA opvouwen, maar hoe condensine dit nou precies doet, daar weten we nog maar weinig vanaf. Deze nieuwe studie leert ons dus eigenlijk iets over de basale principes van het leven.”

Bronnen: Nature, TU Delft

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 







Podcast KIJK en luister via JUKE



Meer Filmpjes