Vedcom sa po prvýkrát v histórii podarilo presne zmerať hmotnosť ľudského chromozómu. Výsledky merania prekvapili i samotných vedcov. Váha akosi nesedela s dlho predpokladanými odhadmi. Na tému upozornil vedecký portál ScienceAlert.

Aj po vyše 100 rokoch výskumu nám niektoré detaily unikajú

Chromozómy vedci úpenlivo sledujú už od 19. storočia, kedy boli po prvýkrát objavené. Za posledných 130 rokov sa stihlo uskutočniť veľké množstvo výskumov a štúdií sledujúcich práve túto špecifickú bunečnú štruktúru, čo viedlo k drastickému pokroku v tejto oblasti. Pred necelým rokom sa dokonca podarilo kompletne sekvenovať chromozóm X a uzavrieť v ňom všetky medzery.

Chromozómy pozorované v štúdii. (s pridanou farbou)Archana Bhartiya et al/ Chromosome Research

Napriek týmto pokrokom však niektoré veci ohľadom chromozómov zostávali nevyjasnené. Medzi nich jednoznačne patrila aj hmotnosť. Tú sa teraz podarilo odhaliť vedcom z UCL (University College London) v štúdii publikovanej v odbornom periodiku Chromosome Research.

Ako píše portál EurekAlert, na zistenie hmotnosti vedci použili vysokovýkonný zdroj röntgenového žiarenia nachádzajúci sa v britskom národnom synchrotrónovom zariadení Diamond Light Source. Ten pomohol biofyzikom určiť jednotlivé hmotnosti všetkých 46 chromozómov v ľudských bunkách.

NEPREHLIADNI
Unikátny experiment: Vedci preprogramovali špecifické imunitné bunky ľudí, aby organizmus nenapádali, ale chránili

Človek má v somatických bunkách (všetky bunky okrem pohlavných) celkovo 23 párov chromozómov, pričom 22 párov je považovaných za autozómy (chromozómy nepatriace medzi pohlavné bunky) a 1 pár pohlavných chromozómov. Samotné chromozómy sú nositeľmi genetickej informácie zakódovanej do molekuly DNA. Chromozómy tiež bránia DNA pred rozpadom, čo pomáha udržiavať jej štruktúru počas replikácie buniek.

Koľko vážia chromozómy?

Práve na chromozómy si prostredníctvom „tvrdej röntgenovej ptychografie“ posvietili vedci z vyššie spomenutej štúdie. Tá spočíva vo vysielaní röntgenových lúčov cez chromozómy, kde dochádza k ich difrakcii a vytvoreniu interferenčného obrazca, ktorý vedci použijú na vytvorenie 3D rekonštrukcie chromozómov. Autori štúdie uvádzajú, že ich rekonštrukcia bola taká presná najmä preto, lebo použitý lúč svetla bol až „miliardu krát jasnejší ako Slnko“.

UNIVERSITY OF CONNECTICUT

Ako sa píše na webe InterestingEngineering, chromozómy boli snímané v metafáze, teda vo fáze bunkového cyklu, v ktorej sa kondenzujú chromozómy tesne pred rozdelením na dve dcérske bunky. Inými slovami, boli snímané v čase, kedy chromozómy v každej bunke pevne a precízne „zabalili“ DNA do kompaktnej štruktúry.

Prostredníctvom tvrdej röntgenovej ptychografie boli vedci schopní presne určiť počet elektrónov, respektíve elektrónovú hustotu v chromozóme. Keďže pokojová hmotnosť elektrónov (electron rest mass) je jednou zo základných konštánt fyziky (9.109×10⁻³¹ kg), vypočítať hmotnosť chromozómov už pre vedcov bola „hračka“.

Ukázalo sa, že chromozómy boli asi 20-krát ťažšie ako DNA, ktorú obsahujú, čo prekvapilo aj samotných vedcov. Táto hmotnosť je podľa ich slov oveľa väčšia než sa očakávalo a pravdepodobne odráža aj hmotnosť ďalších a doposiaľ neznámych elementov ukrytých vo vnútri chromozómu.

Čo sa týka samotnej hmotnosti, tá podľa biofyzika Iana Robinsona z UCL dosahuje hodnotu 242 pikogramov. Presnejšie 46 chromozómov v každej z našich buniek váži 242 pikogramov. Čo túto neočakávane „veľkú“ hmotnosť spôsobilo zatiaľ nie je vôbec jasné, poznatky z tejto oblasti by však mohli mať pre vedu ohromné následky.