Atklājumi.lv

Pirmo reizi iegūts tiešs DNS dubultspirāles attēls

To, kā shematiski izskatās DNS dubultspirāle zin teju katrs - tā ir attēlota skolu mācību grāmatās, parādās dažādos logotipos, žurnālu un grāmatu noformējumā. Daži šo dzīvības kodu nesošo makromolekulu pat ietetovē sev uz ādas.

Tomēr, neskatoties uz neskaitāmajiem, dažādās vietās publicētajiem ģenētisko kodu saturošās dezoksiribonukleīnskābes struktūras attēliem, vēl līdz šim nevienam nebija izdevies savām acīm tieši ieraudzīt noslēpumainos pavedienus. Tagad, pateicoties itāļu zinātniekiem, tas beidzot ir izdarīts.

DNS struktūru, izmantojot rentgenstaru kristalogrāfiju, izdevās atklāt 1952.g (atklājuma publikācija žurnālā "Nature" - 1953.g.). Tas ir process, kurā uz molekulu kristāliem virzīti rentgenstari difraktē ap atomiem, ļaujot uz aizmugurē novietotas fotoplates, fotosensora vai cita detektora atveidot neorganiskas vai organiskas vielas molekulārās struktūras attēlu. Šādā veidā tomēr nevar iegūt tiešu attēlu, kāds būtu redzams, ja attiecīgo molekulu varētu palielināt līdz cilvēka acij saskatāmam izmēram. "Tikai tagad mēs sākam attīstīt tehnoloģijas, kas sarežģītas molekulas ļauj pētīt sistemātiski, ar augstu precizitāti," - saka Kalifornijas universitātes Bērklijā molekulārās un šūnu bioloģijas profesors Karloss Bustamente (Carlos Bustamante).

No dažādām konkurējošām tehnoloģijām šobrīd vislabākos rezultātus izdevies panākt tieši ar caurejošā starojuma elektronu mikroskopu (TEM). Enco di Fabricio (Enzo di Fabrizio) no Dženovas Itālijas tehnoloģiju institūta, strādājot ar savu komandu, izmantoja šo instrumentu, lai, apvienojumā ar asprātīgiem palīglīdzekļiem, iegūtu nepārprotamus pierādījumus, ka Krika-Votsona 1953.g. izteiktie secinājumi par DNS formu bija pareizi.

TEM attēlatveidē ir zināmi ierobežojumi. Pirmkārt, paraugam jāatrodas vakuumā, otrkārt, tam jābūt ne pārāk biezam, ne plānam. Di Fabricio vispirms izveidoja silīcija pamatni ar īpaši hidrofobiem izciļņiem. Tad konteinerā ar šo pamatni ievadīja šķīdumu ar DNS. Ūdens ātri izgaroja (gāzes, lai nepasliktinātu attēla kvalitāti tiek piesaistītas ar adsorbentiem) un DNS pavedieni palika novilkti kā virve starp diviem izciļņiem. Tad, pa iepriekš pamatnē izveidotiem caurumiem tika šauts cauri elektronu kūlis, kas ļāva iegūt augstas izšķirtspējas attēlu ar skaidri izšķiramu dubultspirāles vijumu.

Jāatzīmē, ka uzņēmumā redzams nevis viens, bet vairāki dubultspirāles pavedieni - sešas molekulas apvijušās apkārt septītajai, kas kalpo kā centrālā serde. Izmantotā mikroskopa elektronu enerģija vienu pavedienu būtu sadalījusi gabalos, tāpēc tika izvēlēta metode, kas ļāva izdalīt un nostiprināt starp izciļņiem tieši šādu DNS "virvi".

Tālākais mūsu uzdevums, stāsta di Fabricio, ir uzlabot paraugu sagatavošanas metodiku un palielināt attēla izšķirtspēju tā, lai mikroskopijā varētu izmantot elektronus ar zemāku enerģijas līmeni. Tad, iespējams, varēsim uzņemt arī atsevišķu aminoskābju bāzu mēroga attēlus un redzēt, kā DNS molekula mijiedarbojas ar citām organiskām vielām.

Augšējais attēls: DNS dubultspirāļu vijums. Autors: Enco di Fabricio. Itālijas tehnoloģiju institūta publicitātes foto.

Avoti:
Gentile F, Moretti M, Limongi T, Falqui A, Bertoni G, Scarpellini A, Santoriello S, Maragliano L, Proietti Zaccaria R, di Fabrizio E. Direct imaging of DNA fibers: the visage of double helix. // Nano Letters, 2012. 12: 6453-8.
biotechniques.com
lv.wikipedia.org
dailymail.co.uk

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.