Kromosomer är långa, tunna DNA-strängar som bär den genetiska informationen från en organism. För att få plats inuti en cells kärna måste kromosomerna vikas till en kompakt struktur. Hur kromosomerna viks är viktigt för att reglera genuttryck och andra cellulära processer.
Tidigare studier har visat att kromosomerna är organiserade i en serie slingor, som hålls samman av proteiner som kallas kohesiner. Den nya modellen som utvecklats av fysikerna ger en detaljerad förståelse för hur dessa slingor bildas och interagerar med varandra.
Modellen visar att bildningen av loopar drivs av DNA:s termodynamiska egenskaper. DNA är en flexibel polymer som kan anta en mängd olika konformationer. Den mest stabila konformationen är den som minimerar systemets fria energi.
När det gäller DNA är den lägsta energikonformationen en loop. Detta beror på att bildandet av en loop gör att DNA:t kan interagera med sig självt och bilda vätebindningar, som stabiliserar strukturen.
Modellen visar också att interaktionerna mellan loopar är viktiga för att bestämma genomets övergripande organisation. Slingorna kan interagera med varandra på en mängd olika sätt, till exempel genom att bilda broar eller genom att staplas ovanpå varandra. Dessa interaktioner skapar ett komplext nätverk av kontakter som bestämmer genomets tredimensionella struktur.
Den nya modellen ger ett värdefullt verktyg för att förstå hur kromosomerna viks och hur denna veckning påverkar genuttrycket. Denna information kan leda till nya insikter om en mängd olika sjukdomar, som cancer, som orsakas av störningar i genomets organisation.
Studien publicerades i tidskriften Nature Physics.
