Keby sme celú genetickú informáciu jednej bunky ľudského tela spojili do dlhého vlákna, celková dĺžka takéhoto vlákna DNA by predstavovala asi dva metre. Jadro bunky, ktoré je centrálnym miestom uskladnenia genetickej informácie, je veľké približne 6 mikrometrov. Keby sme rovnakým spôsobom pospájali DNA všetkých buniek nachádzajúcich sa v ľudskom tele, získali by sme vlákno s dĺžkou predstavujúcou asi dvojnásobok priemeru našej slnečnej sústavy.
Na to, aby sa bunke podarilo umiestniť DNA s dĺžkou dva metre v malom jadre bunky, je potrebná kondenzácia molekuly DNA. Špeciálne proteíny zohrávajúce hlavnú úlohu v procese zbaľovania molekuly DNA sú históny. Vlákno DNA je ovinuté okolo komplexu ôsmich histónov, čím vzniká nukleozóm, ktorý v takejto forme na pohľad pripomína koráliky na šnúrke. Proteínové komplexy, ktoré ukladajú históny na vlákno DNA, označujeme pojmom histón šaperónový komplex.
Integrita genetickej informácie a mechanizmy opravy DNA
Podobne ako každé iné vlákno, aj vlákno DNA sa môže poškodiť, či dokonca roztrhnúť. Ľudská bunka sa musí vysporiadať s desiatkami tisíc až miliónom poškodení molekuly DNA denne. V momente, ako bunka odhalí poškodenie DNA, aktivuje súbor procesov vedúcich k čo najrýchlejšej oprave poškodenia. Bunka má nástroje na to, aby opravila poškodenie bezchybne a zachovala si tak integritu svojej genetickej informácie.
Spôsoby opravy poškodenej DNA
- Oprava nehomologických koncov: Jednoduché spájanie zlomených koncov DNA.
- Homologická rekombinácia: Presná oprava využívajúca homologickú oblasť ako predlohu.
V prípade homologickej rekombinácie je na opravu potrebná homologická oblasť predstavujúca presnú kópiu poškodenej oblasti DNA, ktorú bunka môže využiť ako predlohu na opravu poškodenia. V posledných rokoch pribúdajú dôkazy o tom, že v situácii, keď jeden z opravných proteínov homologickej rekombinácie nie je plne funkčný alebo v bunke úplne chýba, mení sa nielen efektivita opravy, ale aj zapínanie a vypínanie génov v celom genóme. Nesprávne načasované zapínanie a vypínanie génov či chybná oprava DNA poškodení môžu viesť k premene zdravej bunky na nádorovú bunku.
Izolácia DNA ako základ molekulárno-biologických analýz
Izolácia nukleových kyselín je základom pre množstvo molekulárno-biologických analýz. Kvalita templátovej DNA ovplyvňuje účinnosť amplifikácie v priebehu PCR a nečistoty obsiahnuté vo vzorke môžu polymerázovú reakciu výrazne spomaľovať. Ak sa DNA izoluje z buniek, je obvykle prvým krokom homogenizácia tkáně a lýza buniek. Buněčné a jaderné membrány sa obvykle rozpúšťajú účinkom tenzidov.
Porovnanie metód izolácie DNA
| Metóda | Hlavné výhody | Nevýhody |
|---|---|---|
| Fenol-chloroformová | Vysoký výťažok a čistota | Toxicita, časová náročnosť |
| Silikátová fáza | Jednoduchosť, automatizácia | Vyžaduje chaotropné soli |
| Magnetická separácia | Vhodná pre veľký počet vzoriek | Špecifické vybavenie |
Výsledky ukázali, že izolácia komerčnou izolačnou súpravou nemusí byť vždy účinná pre všetky rastlinné druhy, napríklad pri drobnom ovocí. Izolácia pomocou CTAB (cetyltrimetylamónium bromid) sa pri testovaných druhoch (čučoriedka, ostružina, muchovník) javila efektívnejšia. Metóda založená na pridaní CTAB je účinnejšou pre izoláciu vysokého výťažku kvalitnej DNA, ktorú je možné následne použiť pre ďalšie molekulárno-biologické analýzy.
Vedci sa tiež zameriavajú na pochopenie molekulárneho základu správania komárov. Vedci z FIU napríklad zistili, že odstránenie funkcie proteínu Ir8a v tykadlách komára egyptského zmierni približne 50 % aktivity hľadajúcej hostiteľa. Naše výsledky silne naznačujú, že detekcia pachu hostiteľa Ir8a je nevyhnutnou súčasťou detekčného systému hostiteľa komára.