Это молекулярные машины внутри вашего тела, которые делают возможным деление клеток. Анимация Дрю Берри из Института медицинских исследований Уолтера и Элизы Холл. http://wehi.tv
Каждый день у взрослого человека умирает примерно 50-70 миллиардов клеток. Они могут быть повреждены, подвергнуты стрессу или просто стареть – это нормально, на самом деле это называется запрограммированной смертью клеток.
Чтобы восполнить эту потерю, прямо сейчас внутри вашего тела делятся миллиарды клеток, создавая новые клетки.
А деление клеток, также называемое митозом, требует целой армии крошечных молекулярных машин. Хорошим местом для начала является ДНК – молекула с двойной спиралью, о которой мы всегда говорим.
Это научно точное описание ДНК. Если вы размотаете две нити, то увидите, что у каждой есть сахарно-фосфатный остов, связанный с последовательностью пар оснований нуклеиновых кислот, известной под буквами A, T, G и C.
Теперь нити проходят в противоположных направлениях, что важно, когда вы идете копировать ДНК. Копирование ДНК – один из первых шагов в делении клеток. Здесь две нити ДНК разматываются и разделяются крошечной голубой молекулярной машиной, называемой геликазой. Он буквально крутится со скоростью реактивного двигателя! В правой цепи ДНК комплементарная цепь собирается непрерывно, но другая цепь более сложна, потому что она проходит в противоположном направлении. Таким образом, это должно быть сделано петлей с его дополнительной прядью, собранной в обратном порядке, секция за секцией. В конце этого процесса у вас есть две идентичные молекулы ДНК, каждая длиной несколько сантиметров, но шириной всего пару нанометров.
Чтобы ДНК не запуталась, она оборачивается вокруг белков, называемых гистонами, образуя нуклеосомы. Эти нуклеосомы объединены в волокно, известное как хроматин, которое затем скручивается и скручивается, образуя хромосому, одну из крупнейших молекулярных структур в вашем теле. Вы действительно можете увидеть хромосомы под микроскопом в делящихся клетках – только тогда они принимают свою характерную форму.
У млекопитающих процесс деления клетки занимает около часа. Эта запись сделана в режиме покадровой съемки. Вы можете увидеть, как хромосомы выстраиваются на экваторе клетки. Когда все в порядке, их разделяют на две новые дочерние клетки, каждая из которых содержит идентичную копию ДНК.
Каким бы простым он ни казался, этот процесс невероятно сложен, и для его выполнения требуются еще более удивительные молекулярные машины. Давайте посмотрим на одну хромосому. Одна хромосома состоит из двух хроматид колбасной формы, содержащих идентичные копии ДНК, сделанные ранее. Каждая хроматида прикреплена к волокнам микротрубочек, которые направляют и помогают выровнять их в правильном положении. Микротрубочки связаны с хроматидой на кинетохоре, здесь они окрашены в красный цвет. Кинетохора состоит из сотен белков, работающих вместе для достижения нескольких целей – это один из самых сложных молекулярных механизмов внутри вашего тела. Кинетохора играет центральную роль в успешном разделении хроматид. Он создает динамическую связь между хромосомой и микротрубочками. По причине, которую еще никто не мог понять, микротрубочки постоянно строятся на одном конце и разрушаются на другом. Пока хромосома все еще готовится, кинетохора посылает химический стоп-сигнал остальной части клетки, показанный здесь красными молекулами, в основном говоря, что эта хромосома еще не готова к делению.
Кинетохора также механически ощущает напряжение. Когда натяжение правильное, а положение и прикрепление правильные, все белки готовы, что показано здесь зеленым цветом. На этом этапе система вещания стоп-сигнала не отключена. Вместо этого он буквально уносится от кинетохоры вниз по микротрубочкам с помощью динеинового двигателя. Это действительно так. У него длинные «ноги», поэтому он может избегать препятствий и переступать через кинезины, молекулярные моторы, идущие в другом направлении.
Студийные съемки Ракель Нуно
