Ученые впервые измерили точную массу хромосомы человека

Фото: ScienceAlert

Используя мощный ускорительный комплекс Diamond Light Source, источник синхротронного излучения третьего поколения в графстве Оксфордшир, Великобритания, физики смогли определить отдельные массы всех 46 хромосом в клетках человека, сообщает Sciencealert

Массы хромосом оказались значительно выше ожидаемых — примерно в 20 раз больше, чем ДНК, содержащаяся в них — вероятно, отражая дополнительную массу других неизвестных элементов внутри хромосом, которые еще предстоит обнаружить, говорят ученые.

"Массу ДНК мы знаем, но мы впервые смогли точно измерить массы хромосом, которые включают эту ДНК", — говорит биофизик Ян Робинсон из лондонского университета.

"Наши измерения показывают, что 46 хромосом в каждой из наших клеток весят 242 пикограмма (триллионные доли грамма). Это тяжелее, чем мы ожидали, и указывает на необъяснимую избыточную массу хромосом".

Хромосомы — это маленькие нитевидные наборы ДНК, которые можно найти в ядрах клеток живых организмов. Каждая хромосома содержит одну молекулу ДНК, которая, в свою очередь, содержит генетические инструкции для развития и жизни этого организма.

У человека 23 пары хромосом, представляющие 22 пары пронумерованных хромосом (аутосом) и одну пару половых хромосом.

Хромосомы удерживают внутреннюю ДНК от распада, помогая поддерживать ее структуру в процессе репликации клеток.

Хромосомы были впервые обнаружены в 19 веке, и с тех пор ученые многое узнали об их роли в поддержании функциональности живых организмов. Но многое еще не известно о хромосомах. Ученые использовали метод, называемый жесткой рентгеновской птихографией, чтобы исследовать их изнутри.

Метод включает в себя использование ускорителя частиц, называемого синхротроном, для получения мощного пучка рентгеновских лучей. Когда эти рентгеновские лучи проходят через хромосомы, их преломление создает интерференционную картину, которую ученые могут использовать для создания трехмерной реконструкции хромосомы с высоким разрешением.

Исследователи визуализировали лейкоциты человека в метафазе (фаза клеточного цикла, в которой хромосомы конденсируются) и непосредственно перед клеточным делением, когда 46 хромосом внутри каждой клетки плотно заключили ДНК внутри.

Используя этот метод, ученые смогли определить количество электронов или электронную плотность в хромосоме. Масса электронов хорошо известна. Фактически, масса покоя электронов – это одна из фундаментальных физических констант. Таким образом, исследовательская группа смогла использовать эти данные для расчета массы хромосомы. 

Ирина Скиба / Skibair
Журналист AOinform