Физики из МГУ нашли математическое объяснение тому, почему хромосомы в наших клетках сплетены в своеобразное подобие перемешанных спагетти или спутанной лески, в так называемый фрактальный клубок, а не плавают по отдельности, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

Вопреки представлениям обывателей, хромосомы приобретают характерную Х-образную форму и становятся хорошо заметными в микроскоп только во время деления клетки.

Во время интерфазы, периода спокойствия, они теряют свою форму и превращаются в своеобразный клубок из тесно переплетенных нитей, чей «формат» упаковки и сам факт существования вызывает большой интерес со стороны физиков.

Этот клубок, напоминающий по своей структуре брикет лапши быстрого приготовления, как предположили советские физики еще в 1988 году, представляет собой так называемый фрактальный клубок – особую математическую структуру из пересекающихся кривых, чьи завитки повторяют, как и все фрактальные объекты, форму всей хромосомной нити.

В последние годы, как отмечает Михаил Тамм из МГУ имени Ломоносова, эта идея начала находить подтверждение на микрофотографиях ядер различных клеток, и у ученых возник вопрос – зачем клетке нужно переплетать хромосомы в подобный клубок?

Для того, чтобы найти ответ на эту загадку, Тамм и его коллеги разработали компьютерную модель хромосомной «лапши» из 250 тысяч отдельных звеньев, и проверили, что будет происходить с ней при помощи суперкомпьютера «Ломоносов», установленного во втором гуманитарном корпусе МГУ.

Как оказалось,

фрактальная упаковка хромосом создает оптимальные условия внутри «клубка» для осуществления различных химических реакций и движения отдельных звеньев хромосом внутри него, что, по всей видимости, облегчает операции «чтения» генетической информации.

Как надеются физики, их исследование поможет биологам лучше понимать, как клетка работает с записанной в ДНК информацией и как эта информация считывается и превращается в белковые и сигнальные молекулы внутри ядра клетки.