Благодаря работе Джеймса Уотсона и Френсиса Крика все мы знаем, что ДНК – это двойная спираль, состоящая из 4 типов мономеров – нуклеотидов. Впрочем, исследования показали, что ДНК не всегда присутствует в клетках в таком виде. В некоторых случаях вместо двунитевой спирали возможно образование узлов, состоящих из четырех нитей.

О том, что такие структуры могут присутствовать в клетках, ученые говорили уже давно, однако впервые их удалось найти в клетках живых организмов исследователям из Австралии. Они не только подтвердили существование таких структур, получивших название i-мотивов, но и выяснили, зачем они нужны в клетках.

Фото: Day et al. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2014

В лабораторных условиях четырехнитевые узлы впервые были найдены еще в 1993 году – они были характерны для последовательностей ДНК, богатых цитозином. Тогда ученые решили, что причиной образования i-мотивов стали высокощелочные условия, при которых проводился эксперимент. В дальнейшем эта точка зрения была пересмотрена: стало ясно, что четырехнитевые узлы не только образуются в естественных условиях, но и играют важную роль в процессе экспрессии генов.

Подробно изучить эти структуры удалось исследователям из Института медицинских исследований Гарвана (Garvan Institute of Medical Research), которые сумели отыскать i-мотивы, используя специально созданные для этого антитела, соединенные с флуоресцентным красителем.

Ученые обнаружили, что эти структуры то образовывались, то исчезали, а их количество увеличивалось в период транскрипции генов – этапа, который предшествовал трансляции, сборке белковой последовательности из аминокислот. Располагались i-мотивы в основном в области теломер, то есть на концах хромосом. Показано, что теломеры играют важную роль в процессе старения. Ученым пока не удалось выяснить, что будет с клеткой, если не допустить образования этих структур – это они будут изучать в ходе дальнейших исследований.