Genen lezen

In iedere celkern van al onze miljarden lichaamscellen ligt een compleet pakket chromosomen. Ieder chromosoom bevat één lang DNA-molecuul (grijs op deze modeltekening), waarop duizenden genen met erfelijke informatie liggen. Dat DNA-molecuul is vele malen langer dan een chromosoom. Eiwitten (histonen) in het chromosoom fungeren als garenklosjes waaromheen het DNA stijf ligt opgerold. De snoeren met histonen zijn ook weer opgerold. En die ketens zijn ook weer gewonden. Eén histon (geel) met DNA eromheen is hiernaast te zien.

Om te leven moet een organisme genetische informatie aflezen. Voortdurend, dag in dag uit. In vrijwel iedere lichaamscel.

Maar hoe kun je genetische informatie lezen van DNA dat deels stijf opgerold ligt?

Het genenlezende eiwit RNA-polymerase (blauw weergegeven) begint bij een openliggend stuk. Het omhult een DNA-molecuul, haalt de twee strengen even uit elkaar en kopieert dan de genetische informatie (de basenvolgorde) naar een RNA-molecuul (rood). RNA is buiten de celkern de matrijs voor eiwitsynthese.

RNA-polymerase kan honderden baseparen per minuut lezen, maar als het DNA nog opgewikkeld ligt, gaat het een stuk langzamer. Het is dan soms minutenlang wachten op toevallige bewegingen van de betrokken moleculen, waardoor ze elkaar weer enige ruimte gunnen.

Onderzoekers van de California University in Berkeley hebben dit versnellings- en vertragingsproces rond gewikkeld DNA voor het eerst gemeten. Ze denken dat de vertragingen door de histonen nodig zijn voor allerlei bewerkingen die genen en RNA voorafgaand aan de eiwitsynthese ondergaan (Science, 31 juli).