|
PresentationsDNA condensation in bacteriaSemenov Federal Research Center of Chemical Physics, RAS, Moscow, Russia Federal Research Center “Fundamentals of Biotechnology” RAS, Moscow, Russia Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia Изучение конденсации ДНК важно как с фундаментальной точки зрения для понимания механизмов функционирования и выживания микроорганизмов, так и с медицинской, т.к. упорядоченная конденсация ДНК обеспечивает антибиотикоустойчивость микроорганизмов. В разбавленном растворе при диаметре около 2 нм длина ДНК может составлять несколько сантиметров. Диаметр бактерии Escherichia coli составляет около 0,5 μ, длина не превышает 2 μ. ДНК локализована в пределах нуклеоида, который занимает 15% объема клетки. Столь драматичное уменьшение объема, занимаемого ДНК - следствие ее конденсации. Конденсация ДНК отличается от сворачивания белка: уникальная глобулярная структура не образуется. Современными методами молекулярной биологии (3С, Hi-C) удалось обнаружить, что организация ДНК различна в разных клетках. ДНК в нуклеоиде находится в локальном минимуме энергии. В каждой клетке ДНК имеет свою конформацию. Бактериальный нуклеоид эволюционно является промежуточным инженерным решением между свободной (от белка) упаковки ДНК в вирусах и полностью определяемой белками (гистонами) упаковкой ДНК в эукариотических клетках. При переходе в стационарную фазу роста клетки начинает сказываться недостаток пищи (голодание). Универсальным ответом E. coli на стресс голодания является усиление синтеза гистоноподобных белков DPS, которые связываются с ДНК. При стрессе голодания поддержание упорядоченности динамическим способом становится невозможным, и бактерии задействуют другой, энергонезависимый механизм поддержания упорядоченности и защиты жизненно важных структур (ДНК) – создание устойчивых молекулярных структур, как в неживой природе. Обнаружено нескольких типов таких структур, а именно: нанокристаллическая, жидкокристаллическая и новая, свернутая нуклеосомоподобная структура.
|
