Az a spirális alakzat, amelybe felcsévélve az emberi örökítőanyag tárolódik, rendkívül helytakarékos. Amerikai kutatók számítógépes szimulációval igazolták, miért ragaszkodik a természet a spirális hélix alakzathoz.
A DNS alakja olyan, mint a szűk házak vagy tornyok csigalépcsője. A rendelkezésre álló teret a spirális csavarodással optimálisan használja ki. A hasonló spirális hélix emellett minden oldalról szabad hozzáférést enged, amely a DNS-nél a kiolvasás és a másolás esetén elengedhetetlen feltétel.
A túlzsúfolt sejt belsejét számítógépen szimulálva ezekre a következtetésekre jutott Yehuda Snir és Randall Kamien, a Pennsylvania egyetem kutatói, írta a Der Spiegel.
Sok golyó közt elvész
A szimulációban a rendelkezésre álló tér nagy részét kemény, golyószerű objektumokkal töltötték meg, majd hajlékony csövet tettek a közepébe. A számítógép ezt követően rendkívüli sebességgel váltogatva, kvázi gyakorlatban próbálgatta a lehetőségeket.
A program arra kereste a választ, hogy a cső milyen formába hajtogatva ütközik keveset a golyókkal, miközben a lehető legkisebb helyet foglalja el. A szimuláció végeztével a cső hélix alakzatba gyűrte magát, amelynek geometriája erősen emlékeztetett a természetes spirális formákra.
Nagy lehet a fordulatszám
Az evolúció ezt a helykímélő eljárást az idők folyamán tovább tökéletesítette. Így például a DNS-molekula két szára egymás körül is csavarodik, a szerkezetet pedig a két oldal közötti kötések stabilizálják.
Amikor az örökítőanyaggal vagy annak szakaszaival dolgozni szükséges, vagy például sejtosztódás esetén komplett másolatra van szükség, a DNS két szára rövid időre szétválik, majd utána rögtön egyesül.
A másolás sebessége különben újabb talányt vet fel, három dimenzióban ugyanis a többszöröses felcsavart DNS szárainak a kibogozáshoz és újra összeálláshoz egyes számítások szerint percenként akár százezer fordulatot is kellene fordulni összebogozódás nélkül. Mások szerint viszont csak 8000-es percenkénti fordulatot kell kibírni.