L'apertura del DNA avviene quando i "pioli" molecolari della famosa scala a doppia elica si rompono. Questo passaggio cruciale è al centro di molti processi vitali, compresi quelli che consentono alle cellule di dividersi e riparare il DNA.
Utilizzando un metodo computazionale noto come simulazioni "a grana grossa", i ricercatori del RIKEN in Giappone sono riusciti ad animare con successo uno dei passaggi principali nel disfacimento del DNA, chiamato "unzipping".
"I nostri modelli rappresentano il DNA come stringhe di minuscole sfere collegate da sorgenti e l'acqua che le circonda come un denso continuum", afferma Masaki Susa del Programma interdisciplinare di scienze teoriche e matematiche RIKEN.
Il gruppo di ricerca ha utilizzato un supercomputer per simulare il movimento di un miliardo di coppie di basi del DNA (o “pioli” della scala del DNA). Hanno scoperto che queste minuscole perle si muovono in modo sorprendentemente coerente con le misurazioni sperimentali della flessibilità e dell’elasticità del DNA, fornendo la certezza che il loro metodo sta catturando l’essenza del comportamento fisico del DNA.
"I nostri calcoli rivelano in dettaglio come il movimento termico consenta al DNA di aprirsi. Quando le singole coppie di basi si rompono, espongono il DNA 'appiccicoso' a filamento singolo pronto a legarsi con altre molecole:un passaggio fondamentale nell'elaborazione del DNA", afferma il leader del team Hiroshi Orland .
Il segmento decompresso sventola quindi nell'ambiente acquatico, sventolando come una bandiera. "Questo svolazzare è essenziale per comprendere la dinamica del DNA, poiché è il modo in cui il DNA interagisce con le proteine e le altre molecole che lo circondano", afferma Susa.
Le simulazioni "a grana grossa" sono relativamente veloci e il team sta ora utilizzando questa tecnica per studiare pezzi di DNA ancora più grandi e simulare la completa apertura e chiusura di queste molecole a doppio filamento.
La ricerca appare sulla rivista Nucleic Acids Research.
