Pembungkusan DNA

Skim Pembungkusan DNA. Sumber: Thomas Splettstoesser (www.Scistyle.com), CC oleh 4.0, Wikimedia Commons

Apa itu pembungkusan DNA?

Dia Pembungkusan DNA Ia adalah istilah yang mentakrifkan pemadatan terkawal DNA di dalam selular. DNA adalah molekul yang sangat panjang yang, di samping itu, sentiasa berinteraksi dengan pelbagai jenis protein yang berbeza (nukleoprotein). Dengan mereka kromatin terbentuk, yang merupakan bahan yang membentuk kromosom.

Untuk pemprosesan, warisan dan kawalan ekspresi gen yang DNA mengamalkan organisasi spatial tertentu. Sel mencapai pembungkusan DNA yang dikendalikan dengan ketat pada tahap pemadatan yang berbeza.

Virus mempunyai strategi pembungkusan yang berbeza dari asid nukleat mereka. Salah satu kegemaran adalah pembentukan spiral padat. Boleh dikatakan bahawa virus adalah asid nukleik yang dibungkus dalam protein yang meliputi mereka, melindungi dan menggerakkan.

Dalam prokariot, DNA dikaitkan dengan protein yang menentukan pembentukan hubungan kompleks dalam struktur yang disebut nukleoid. Tahap pemadatan maksimum DNA dalam sel eukariotik, sebaliknya, adalah kromosom mitosis atau meiotik.

Struktur DNA

DNA terdiri daripada dua kumpulan antipaallal (mereka berjalan ke arah yang bertentangan) yang membentuk kipas berganda. Setiap daripada mereka membentangkan kerangka ikatan phosphodiéster di mana gula dikaitkan dengan pangkalan nitrogen yang bergabung.

Di dalam molekul, asas nitrogen bentuk band hidrogen jambatan (dua atau tiga) dengan band pelengkap.

Dalam molekul seperti ini, sudut pautan yang paling penting menunjukkan putaran percuma. Ikatan asas nitrogen-gula, ikatan fosfat dan fosfodi gula gula adalah fleksibel.

Ini membolehkan DNA, dilihat sebagai batang yang fleksibel, menunjukkan beberapa keupayaan untuk membengkok dan bergulir. Fleksibiliti ini membolehkan anda mengamalkan struktur tempatan yang kompleks, dan membentuk hubungan interaksi pendek, sederhana dan jarak jauh.

Boleh melayani anda: Apakah teori warisan kromosom? (Sutton dan Morgan)

Fleksibiliti ini juga menerangkan bagaimana 2 meter DNA dapat dikekalkan dalam setiap sel diploid manusia. Dalam gamete (sel haploid), ia akan menjadi meter DNA.

Nukleoid bakteria

Walaupun ia bukan peraturan yang tidak berbelah bahagi, kromosom bakteria wujud sebagai molekul DNA dua kali ganda.

Kipas berganda lebih banyak tentang dirinya sendiri (lebih daripada 10 bp dengan pulangan) sehingga menghasilkan kompak tertentu. Knot tempatan juga dihasilkan terima kasih kepada manipulasi yang dikawal secara enzimat.

Di samping itu, terdapat urutan DNA yang membolehkan domain terbentuk dalam hubungan yang besar. Struktur yang terhasil daripada super -collapse dan ikatan yang diperintahkan dipanggil nukleoid.

Pengalaman ini perubahan dinamik terima kasih kepada beberapa protein yang memberikan beberapa kestabilan struktur kepada kromosom yang dipadatkan. Tahap pemadatan dalam bakteria dan gerbang sangat efisien sehingga mungkin terdapat lebih dari satu kromosom nukleoid.

Prokariot DNA nukleoid padat sekurang -kurangnya kira -kira 1.000 kali. Struktur topologi nukleoid adalah bahagian asas peraturan gen yang membawa kromosom. Iaitu struktur dan fungsi membentuk unit yang sama.

Tahap pemadatan kromosom eukariotik

DNA dalam nukleus eukaryotic tidak telanjang. Berinteraksi dengan banyak protein, yang paling penting adalah histones. Histonas dimuatkan secara positif protein kecil yang mengikat DNA dengan cara tertentu.

Dalam nukleus, apa yang kita perhatikan adalah DNA yang kompleks: histones, yang kita panggil chromatin. Chromatin yang sangat pekat, yang biasanya tidak dinyatakan, adalah heterochromatin. Sebaliknya, yang paling kurang dipadatkan (lebih terbuka), atau euchromatin, adalah kromatin dengan gen yang dinyatakan.

Boleh melayani anda: garis murni

Chromatin mempunyai beberapa tahap pemadatan. Yang paling asas ialah nukleosom. Mereka diikuti oleh gentian solenoid dan hubungan kromatin antara muka. Hanya apabila kromosom dibahagikan ialah tahap pemadatan maksimum ditunjukkan.

Nukleosom

Nukleosom adalah perpaduan asas organisasi kromatin. Setiap nukleosom dibentuk oleh okta histones yang membentuk sejenis dram.

Octamer dibentuk oleh dua salinan setiap histones H2A, H2B, H3 dan H4. Di sekeliling mereka, DNA memberikan hampir 1.7 giliran. Ia diikuti oleh pecahan DNA percuma yang dipanggil Linker, 20 bp, dikaitkan dengan histon H1, dan kemudian nukleosom lain. Jumlah DNA dalam satu nukleosom dan yang bergabung adalah kira -kira 166 pasangan asas.

Langkah pembungkusan DNA padat ini molekul kira -kira 7 kali. Iaitu, kami lulus satu meter ke lebih dari 14 cm DNA.

Pembungkusan ini mungkin kerana histone positif membatalkan beban negatif DNA, dan akibat elektrostatik diri. Sebab lain ialah DNA boleh dilipat sedemikian rupa sehingga dapat melingkari octamer histone.

Serat 30 nm

Serat akaun dalam kalung yang membentuk banyak nukleosom berturut -turut juga mendaftar dalam struktur yang lebih padat.

Walaupun kita tidak pasti struktur apa yang sebenarnya diterima, kita tahu bahawa ia mencapai ketebalan kira -kira 30 nm. Ini adalah serat 30 nm yang dipanggil, dan untuk pembentukan dan kestabilan histon H1 adalah asas.

Serat 30 nm adalah unit struktur asas heterochromatin. Nukleosoma yang lemah, iaitu euchromatin.

Hubungan dan giliran

Serat 30 nm, bagaimanapun, tidak sepenuhnya linear. Sebaliknya, ia membentuk hubungan kira -kira 300 nm panjang, dengan cara berliku, pada matriks protein yang sedikit diketahui.

Boleh melayani anda: genetik forensik: sejarah, objek kajian, metodologi

Hubungan ini pada matriks protein membentuk gentian kromatin yang lebih padat 250 nm diameter. Akhir.

Pada akhirnya, DNA dalam kromatin nuklear kira -kira 10.000 kali pada kromosom sel di bahagian. Di teras antara muka pemadatannya juga tinggi, kerana ia adalah kira -kira 1.000 kali berbanding DNA "linear".

Pemadatan meiotik DNA

Dalam dunia biologi pembangunan dikatakan bahawa gameteogenesis menetapkan semula epigenoma. Iaitu, ia menghapus jenama DNA bahawa kehidupan mereka yang menimbulkan gameto dihasilkan atau berpengalaman.

Jenama ini termasuk metilasi DNA dan pengubahsuaian kovalen histones (kod histon). Tetapi tidak semua epigenoma ditetapkan semula. Apa yang tinggal dengan jenama akan bertanggungjawab terhadap jejak genetik bapa atau ibu.

Reset tersirat untuk gametoogenesis lebih mudah melihatnya dalam sperma. Dalam sperma, DNA tidak dibungkus dengan histones. Oleh itu, maklumat yang berkaitan dengan pengubahsuaiannya dalam badan penghasil, secara amnya, tidak diwarisi.

Dalam sperma, DNA dibungkus terima kasih kepada interaksi dengan protein kesatuan yang tidak khusus untuk DNA, yang dipanggil protamines. Protein ini membentuk jambatan disulfida antara satu sama lain, dengan itu menyumbang untuk membentuk lapisan limpahan yang tidak menangkis elektrostatik.

Rujukan

1. Pembungkusan DNA: Nukleosom dan kromatin. Diperolehi daripada alam semula jadi.com.