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Hai circa 50 trilioni di cellule nel tuo corpo. Quasi tutti contengono DNA - due metri, in effetti. Se hai messo insieme tutto quel DNA end-to-end, avrai una corda abbastanza lunga da girare intorno alla Terra due milioni e mezzo di volte. Tuttavia, in qualche modo, quel DNA viene impacchettato abbastanza strettamente da non solo adattarsi all'interno del tuo corpo, ma adattarsi ai minuscoli nuclei delle cellule che compongono il tuo corpo. Il tuo corpo lo gestisce nello stesso modo in cui riusciresti a organizzare una collezione di corde o un arcobaleno di filati: avvolge e avvolge i fili insieme.
La struttura del DNA
Una singola molecola di DNA è costituita da una lunga catena di molecole di adenina, citosina, guanina e timina collegate tra loro con gruppi di zucchero e fosfato. Le molecole di DNA raramente esistono da sole; di solito sono accoppiati in fili complementari avvolti l'uno attorno all'altro nella famosa configurazione a doppia elica. Come due fili di filo, il DNA a doppio filamento fornisce una sorta di protezione chimica che rende i due insieme più forti di uno da solo. Quel doppio filamento è il primo meccanismo per confezionare il DNA in un pacchetto stretto, riducendo i due metri di lunghezza fino a uno.
nucleosomi
Se avessi 50 metri di filo, non vorrai lasciarlo cadere in un mucchio. Invece, otterrai una bobina e avvolgilo attorno. Questa è la stessa cosa che il tuo corpo fa con il DNA. Usa gruppi di molecole chiamate istoni come bobine per il DNA. La situazione è un po 'più complicata della bobina di filo, tuttavia, perché il tuo corpo deve essere in grado di accedere a diverse parti del tuo DNA in momenti diversi. Quindi, invece di una singola bobina di grandi dimensioni che dovrebbe essere scartata molto per arrivare in qualche posto nel mezzo, il tuo corpo crea molte piccole bobine, creando un ciclo dopo l'altro nel tuo DNA. Quei piccoli anelli di DNA spool sono chiamati nucleosomi e ogni cromosoma ne ha centinaia di migliaia. La struttura risultante è comunemente chiamata "filo di perline". Questo spooling riduce la lunghezza del DNA da circa un metro a circa 14 centimetri.
La fibra da 30 nm
Il prossimo passo nella compattazione del DNA non è così ben compreso, anche se i risultati sono noti. In qualche modo, i nucleosomi si avvolgono l'uno attorno all'altro, forse come petali su una margherita se ogni petalo fosse un nucleosoma verticale. Quindi gli anelli circolari dei nucleosomi si attorcigliano uno sopra l'altro. Il risultato è una struttura chiamata fibra da 30 nanometri, perché ha una stringa di 30 miliardesimi di metro di diametro. Quella fibra da 30 nanometri poi si avvolge su se stessa, e gli anelli poi si avvolgono di nuovo su se stessi - ora più come una matassa di filo che una bobina di filo. Quel livello di avvolgimento è sufficiente per adattare il DNA al nucleo cellulare.
Metaphase
Quando una cellula si divide, si divide in due copie perfette di se stessa. Queste due copie perfette includono due set di DNA. Per preparare la duplicazione, i cromosomi vengono ulteriormente condensati, allineandosi in uno stadio di vita cellulare chiamato metafase. In metafase, il DNA ha così tanti loop su loop che viene compresso in una lunghezza di un decimilionesimo della sua lunghezza originale. Quelle forme compresse furono la prima forma di DNA scoperta.