Je hebt ongeveer 50 biljoen cellen in je lichaam. Bijna allemaal hebben ze DNA - eigenlijk twee meter ervan. Als je al dat DNA aan elkaar hebt geregen, heb je een touwtje lang genoeg om de aarde twee en half miljoen keer rond te gaan. Maar op de een of andere manier wordt dat DNA strak genoeg verpakt om niet alleen in je lichaam te passen, maar past het ook in de kleine kernen van de cellen waaruit je lichaam bestaat. Je lichaam beheert dit op dezelfde manier als het lukt om een ​​verzameling touwen of een regenboog van garen te organiseren: het spoolt en knoopt de strengen samen.

De structuur van DNA

Een enkele molecule van DNA bestaat uit een lange keten van adenine, cytosine, guanine en thymine-moleculen die aan elkaar zijn gekoppeld met suiker- en fosfaatgroepen. DNA-moleculen bestaan ​​zelden op zichzelf; ze worden meestal gepaard in complementaire strengen die om elkaar heen zijn gewikkeld in de beroemde dubbele helixconfiguratie. Net als twee strengen draad, biedt het dubbelstrengige DNA een soort chemische bescherming die de twee samen sterker dan de een op zichzelf maakt. Die dubbelstrengs is het eerste mechanisme voor het verpakken van DNA in een strak pakket, waardoor de lengte van twee meter verkleind wordt tot één.

Nucleosomen

Als je 50 meter draad had, zou je dat niet doen ik wil het gewoon op een hoop laten vallen. In plaats daarvan zou je een spoel krijgen en de draad eromheen wikkelen. Dat is hetzelfde wat je lichaam doet met DNA. Het gebruikt groepen van moleculen die histonen worden genoemd als spoelen voor DNA. De situatie is echter iets ingewikkelder dan je garenklosje, omdat je lichaam op verschillende tijdstippen toegang moet kunnen krijgen tot verschillende delen van je DNA. Dus in plaats van een enkele grote spoel die veel moet worden uitgepakt om ergens in het midden te komen, maakt je lichaam veel kleine spoelen, waardoor de ene na de andere lus in je DNA zit. Die kleine lussen van in de wachtrij geplaatst DNA worden nucleosomen genoemd en elk chromosoom heeft honderdduizenden. De resulterende structuur wordt gewoonlijk een "reeks kralen" genoemd. Deze spooling vermindert de lengte van het DNA van ongeveer één meter tot ongeveer veertien centimeter.

De 30-nanometer Fiber

De volgende stap in het verdichten van DNA is niet zo goed begrepen, ook al zijn de resultaten bekend. Op de een of andere manier winden de nucleosomen om elkaar heen, misschien als bloemblaadjes op een madeliefje als elk bloemblad een verticaal nucleosoom was. Dan spiraalsgewijs de cirkelvormige lussen van nucleosomen op elkaar. Het resultaat is een structuur die de 30-nanometer vezel wordt genoemd, omdat het een snoer met een diameter van 30 miljardste van een meter is. Die vezel van 30 nanometer knoopt zichzelf dan aan en de lussen lussen zichzelf weer op - nu meer als een streng garen dan een draadklosje. Dat niveau van coiling is voldoende om het DNA in de celkern te passen.

Metaphase

Wanneer een cel zich deelt, splitst deze zich in twee perfecte kopieën van zichzelf. Die twee perfecte kopieën bevatten twee reeksen DNA. Om zich voor te bereiden op duplicatie, worden de chromosomen nog verder gecondenseerd, in een cellulaire levensfase met de naam metafase. In de metafase heeft het DNA zoveel lussen op lussen dat het wordt gecomprimeerd tot een lengte van één-tienduizendste van zijn oorspronkelijke lengte. Die samengedrukte vormen waren de eerste vorm van ontdekt DNA.