Войти в систему

Home
    - Создать дневник
    - Написать в дневник
       - Подробный режим

LJ.Rossia.org
    - Новости сайта
    - Общие настройки
    - Sitemap
    - Оплата
    - ljr-fif

Редактировать...
    - Настройки
    - Список друзей
    - Дневник
    - Картинки
    - Пароль
    - Вид дневника

Сообщества

Настроить S2

Помощь
    - Забыли пароль?
    - FAQ
    - Тех. поддержка



Пишет ivanov_petrov ([info]ivanov_petrov)
@ 2009-10-13 20:43:00


Previous Entry  Add to memories!  Tell a Friend!  Next Entry
ДНК: красивая картиночка
http://www.membrana.ru/lenta/?9748

"На этих изображениях близкие участки ДНК окрашены одним цветом. Хорошо видно, что в равновесной глобуле (вверху) части генома перепутаны в трёхмерном пространстве, а во фрактальной глобуле (внизу) с её иерархической структурой они и в объёме расположены близко друг к другу

В результате учёные сделали два основных вывода. Во-первых, человеческий геном "разбит" на два отсека: в первом хранятся активные гены, во втором более плотно изолированы "ненужные" части ДНК. Более того между двумя частями происходит постоянный обмен включающимися и выключающимися генами.
Второй вывод: геном представляет собой "фрактальную глобулу" (fractal globule). Эта структура позволяет:
упаковать ДНК невероятно компактно: плотность информации в ядре примерно в триллионы раз выше, чем в среднестатистическом компьютерном чипе;
избежать образования узлов или запутанных фрагментов, которые бы помешали нормальной работе ДНК;
быстро складываться и раскладываться геному во время активации и репрессии генов, репликации клетки.

Если немного проредить картинку, то разумность природного подхода проявляется ещё больше

Отметим, что ранее считалось, будто ДНК упакована в виде "равновесной глобулы" (equilibrium globule). Однако это конфигурация легко образует множество узлов. Фрактальная же глобула, которую теоретически предсказали около 20 лет назад, в живой природе никогда раньше не наблюдалась."
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/326/5950/289
Comprehensive Mapping of Long-Range Interactions Reveals Folding Principles of the Human Genome

(Последнее замечание меня удивило - совершенно не в курсе. Кто знает - поясните. Это ошибка журналистов при пересказе?


(Добавить комментарий)


[info]novus_ludy@lj
2009-10-13 14:37 (ссылка)
Больше похоже на сферическую модель карты наук в вакууме:)

(Ответить)


[info]anatol_olegych@lj
2009-10-13 15:44 (ссылка)
Разрешение довольно xилое (1М оснований) -- но это, конечно, эпоxальная работа. Там теперь целая отрасль возникнет -- особенно если сделать все это с xорошим разрешением (xотя бы 10 кб).

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]ivanov_petrov@lj
2009-10-13 16:34 (ссылка)
насчет того. что не наблюдалось в живой природе - не поясните? это откуда? я совсем не в курсе - потому что применили впервые такую методику, а болваны-журналисты не поняли, или в самом деле уникальность человеческого генома; или на этот предмет исследованы три с половиной твари и у них... почему так сказано?

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]drfinger@lj
2009-10-13 16:40 (ссылка)
Насколько я навскидку понял, смысл в том, что ранее не было получено подтверждений, что ДНК складывается именно во фрактальные глобулы. Так или иначе, фраза "The fractal globule has not previously been observed (29, 31)" в статье присутствует -- видимо, журналисты за неё и зацепились.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]ivanov_petrov@lj
2009-10-13 16:45 (ссылка)
да, я тоже подумал - что раньше были гипотезы, теперь подтвердили. Но русская фраза вроде бы имеет другой смысл - что смотрели всю природу и раньше нигде не находили.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]drfinger@lj
2009-10-13 16:57 (ссылка)
Или не всю. Или не смотрели. Слова -- вещь лукавая.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]anatol_olegych@lj
2009-10-13 20:08 (ссылка)
Ну, я так понимаю, что без подобной методики невозможно проверить экспериментально, что там именно складывается. Пишут, что "фрактальную" глобулу предлагали теоретически, но видеть такое экспериментально не видели. Более того, чтобы такое проверить, трудно придумать структуру лучше, чем геном -- однородный, но не монотонный полимер.

Вот относящийся к делу абзац:

Power-law dependencies can arise from polymerlike
behavior (25). Various authors have proposed
that chromosomal regions can be modeled as an
“equilibrium globule”: a compact, densely knotted
configuration originally used to describe a polymer
in a poor solvent at equilibrium (26, 27).
[Historically, this specific model has often been
referred to simply as a “globule”; some authors
have used the term “equilibrium globule” to distinguish
it from other globular states (see below).]
Grosberg et al. proposed an alternative model,
theorizing that polymers, including interphase
DNA, can self-organize into a long-lived, nonequilibriu
mconformation that they described as a
“fractal globule” (28, 29). This highly compact
state is formed by an unentangled polymer when
it crumples into a series of small globules in a
“beads-on-a-string” configuration. These beads
serve as monomers in subsequent rounds of spontaneous
crumpling until only a single globule-of-
globules-of-globules remains. The resulting
structure resembles a Peano curve, a continuous
fractal trajectory that densely fills 3D space without
crossing itself (30). Fractal globules are an
attractive structure for chromatin segments because
they lack knots (31) and would facilitate
unfolding and refolding, for example, during gene
activation, gene repression, or the cell cycle. In a
fractal globule, contiguous regions of the genome
tend to form spatial sectors whose size corresponds
to the length of the original region (Fig. 4C). In
contrast, an equilibrium globule is highly knotted
and lacks such sectors; instead, linear and spatial
positions are largely decorrelated after, at most, a
few megabases (Fig. 4C). The fractal globule has
not previously been observed (29, 31).

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]ivanov_petrov@lj
2009-10-14 01:51 (ссылка)
спасибо.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]sklyarevskiy@lj
2009-10-13 15:58 (ссылка)
Так я еще 6 лет назад исследовал размножение фрактальных организмов (http://offline.computerra.ru/print/offline/2003/486/25451/)...

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]ivanov_petrov@lj
2009-10-13 16:32 (ссылка)
красивые фракталы

(Ответить) (Уровень выше)


[info]nakamura@lj
2009-10-13 16:49 (ссылка)
Спасибо, очень интересно. Здорово, что среди авторов Л.Мирный, очень интересный ученый и приятный человек.

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]qaraabayna@lj
2009-10-21 12:54 (ссылка)
Да, здорово. Также здорово, что предсказал явление замечательнейший физик Александр Гросберг, ученый старой закалки.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]geophoto@lj
2009-10-13 18:18 (ссылка)
очень интересно.

(Ответить)


[info]faceted_jacinth@lj
2009-10-17 07:35 (ссылка)
Нельзя ли как-нибудь научиться разнообразные провода а так же верёвки так упаковывать, интересно?

Вообще офигеть, если вдуматься. Оно ж дико длинное, а не запутывается. Магия!

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]ivanov_petrov@lj
2009-10-17 07:49 (ссылка)
Я с Вами совершенно согласен. Вы, наверное, не читали "лысенковской" литературы 50-х годов, 60-х. Там ведь были и люди думающие, очень широкое было течение. Так вот. у них была выстроена целая система возражений генетикам. в частности. по поводу считывания и репликации ДНК-РНК, они провели подсчеты - там подразумевались такие скорости меъханических движений, которые должны были эту органику разнести в пух - что-то типа 200 оборотов в секунду. Простое механическое рассмотерние показывало - это просто невозможно. То же касается сборки-саморепликации. Они говорили: ну вот густой суп реагентов в цитоплазме, плавают аминокислоты, присоединяются нужные-сходные. несходные подходят случайно. но не могут сцепиться. посчитаем. при разумных плотностях веществ в супе сколько потребуется времени - там же случайный перебор. диффузия по сути. И получали - это невозможно. Интересно. что построение молекулярной генетики шло не путем опровержения этих аргументов. Это пример нового знания. Оно не спорит с прежним. Да. 200 оборотов - много. да, в супе не подобрать аминокислотный состав. но допустим. что это как-то делается - и вот смотрите, какая чудесная картинка.
Если не ошибаюсь, теперь все эти вопросы "утопились", ушли на периферию и медленно то получают ответы, то забываются. Не опровергнуты, не решены - просто забыты, но поскольку все же об этих предметах заходит речь - наука левой рукой между делом нет-нет да и ответит - про активный транспорт вместо диффузиии сказала... А кто сейчас считает механику ДНК? Считают. меж тем, но это работа невидная и никому не очень интересная, потому что - иначе разговор пошел.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]qaraabayna@lj
2009-10-21 13:04 (ссылка)
Интуитивно ясно, что чем больше линейная молекула, тем дальше процесс ее самоорганизации в глобулу от Анфинсеновского самосворачивания

Каждая биомолекула возникает из небытия не одним махом. Белок постепенно растет во время трансляции, копия ДНК -в процессе репликации. Ясно, что при таком процессе идет параллельный процесс трехмерной организации в котором ближние контакты получают преимущество.

Если для небольшого глобулярного белка возможно в силу небольших барьеров достижение глобального минимума енергии, то для такой махины как суперспирализованная ДНК это уже невозможно.


Интересно рассматривалась ли смешанная модель: "клубок ниток", в котором статистка дальних ближних контактов зависит от координаты вдоль полимера.

(Ответить)


(Анонимно)
2009-12-29 11:44 (ссылка)
Я прочитал комментарии, жаль что про фрактальную глобулу слышали меньше, чем хотелось. Уж, чтобы быть более точным, Гросберг был не один, а с Шахновичем и со мной (это потом было куском моей докторской). На пальцах картину мы понимали давно, а доказать более строго то, что на всех масштабах плотная незаузленная макромолекула образует мало "квазиузлов", получилось относительно недавно с помощью методов алгебраической топологии. Вообще, вся эта "складчатость" имеет тесную связь со статистикой случайных блужданий в неевклидовых постранствах. Если кому-нибудь интересно, могу пояснить...
сергей нечаев

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]ivanov_petrov@lj
2009-12-29 12:58 (ссылка)
насколько помню, наверняка кому-то было бы интересно, но пост был уже "давно", сюда никто не придет. Если хотите, оставьте действующий мейл - я попробую дать свежую ссылку на это Ваше замечание, может быть, придут любопытствующие.
Я же, увы, знаю об этих материях настолько мало, что не знаю, что правильно было бы спросить.

(Ответить) (Уровень выше)

Если кому-нибудь интересно, могу пояснить...
[info]termometr@lj
2009-12-29 16:32 (ссылка)
Очень интересно! ждем с нетерпением!

(Ответить) (Уровень выше)


[info]ivanov_petrov@lj
2009-12-29 16:41 (ссылка)
http://ivanov-petrov.livejournal.com/1352386.html

тут народ ожидает пояснений и подробностей

(Ответить) (Уровень выше)


(Анонимно)
2009-12-29 13:01 (ссылка)
Да, пожалуйста, sergei.nechaev@gmail.com

(Ответить)