Nukleosom

Nukleosom adalah unit asas organisasi DNA dalam sel eukariotik

Apa itu nukleosom?

Dia Nukleosom Ia adalah unit pembungkusan DNA asas dalam organisma eukariotik. Oleh itu, ia merupakan elemen mampatan kromatin terkecil.

Nukleosom dibina sebagai octamer protein yang dipanggil histones, atau struktur berbentuk drum di mana kira -kira 140 nt DNA dilancarkan, memberikan hampir dua pusingan lengkap, seperti yang dapat dilihat dalam imej.

Adalah dianggap bahawa beberapa NT DNA tambahan adalah sebahagian daripada nukleosom, dan pecahan DNA yang membolehkan kesinambungan fizikal antara satu nukleosom dan satu lagi dalam struktur kromatin yang lebih kompleks (seperti serat kromatin 30 nm).

Kod histon adalah salah satu elemen kawalan epigenetik pertama yang lebih baik secara molekul difahami.

Fungsi nukleosom

Nukleosom membenarkan:

- Pembungkusan DNA untuk menampung ruang teras terhad.

- Mereka menentukan partisi antara kromatin yang dinyatakan (euchromatin) dan kromatin senyap (heterochromatin).

- Susun semua kromatin baik secara spasial dan berfungsi dalam nukleus.

- Mereka mewakili substrat pengubahsuaian kovalen yang menentukan ekspresi, dan tahap ekspresi, gen yang mereka encodkan untuk protein melalui kod histon yang dipandang.

Komposisi dan struktur

Dalam erti kata yang paling asas, nukleosom terdiri daripada DNA dan protein. DNA boleh, hampir mana -mana DNA dua kali ganda hadir dalam nukleus sel eukariotik, sementara semua protein nukleosom tergolong dalam set protein yang dipanggil histones.

Boleh melayani anda: pembezaan sel

Histones adalah protein kecil dan dengan beban sisa asid amino asas yang tinggi, yang membolehkan untuk mengatasi beban negatif yang tinggi DNA dan mewujudkan interaksi fizikal yang cekap antara kedua -dua molekul tanpa mencapai ketegaran ikatan kimia kovalen.

Histones membentuk octameter drum dengan dua salinan atau monomer setiap histones H2A, H2B, H3 dan H4.

DNA memberikan hampir dua giliran lengkap pada sisi octamer dan kemudian terus dengan sebahagian kecil daripada DNA penghubung yang dikaitkan dengan histon H1, untuk kembali ke dua giliran lengkap di histona lain.

Set octameter, DNA yang berkaitan, dan DNA penghubung yang sepadan, adalah nukleosom.

Bahagian nukleosom

Pemadatan kromatin

DNA genomik dibentuk oleh molekul yang sangat panjang (lebih daripada satu meter dalam kes manusia, memandangkan semua kromosomnya), yang mesti dibuat dan dianjurkan dalam nukleus yang sangat kecil.

Langkah pertama pemadatan ini dijalankan melalui pembentukan nukleosoma. Hanya dengan langkah ini, DNA dipadatkan kira -kira 75 kali.

Ini menimbulkan serat linear dari mana tahap pemadatan kromatin berikutnya dibina: serat 30 nm, ikatan, dan ikatan ikatan.

Apabila sel dibahagikan, sama ada oleh mitosis atau meiosis, gred terakhir pemadatan adalah kromosom mitosis atau meiotik itu sendiri, masing -masing.

Kod histon dan ungkapan genetik

Fakta bahawa octamers histon dan DNA berinteraksi secara elektrostatik menerangkan persatuan yang berkesan, tanpa kehilangan ketidakstabilan yang diperlukan untuk menjadikan unsur -unsur dinamik pemadatan dan penguraian kromatin.

Boleh melayani anda: lisis sel

Tetapi terdapat elemen interaksi yang lebih mengejutkan: hujung n terminal histones terdedah di luar bahagian dalam oktameter, lebih padat dan tidak aktif.

Ekstrem ini bukan sahaja berinteraksi secara fizikal dengan DNA, tetapi juga mengalami siri pengubahsuaian kovalen di mana tahap pemadatan kromatin dan ekspresi DNA yang berkaitan akan bergantung.

Set pengubahsuaian kovalen, dari segi jenis dan nombor, antara lain, secara kolektif dikenali sebagai kod histon.

Pengubahsuaian ini termasuk fosforilasi, metilasi, asetilasi, ubiquitination dan sangat tinggi.

Setiap perubahan akan menentukan ungkapan atau tidak dari DNA yang berkaitan, serta tahap pemadatan kromatin, bersempena dengan perubahan lain dalam molekul yang sama atau sisa dari histon lain, terutamanya dari H3 H3.

Sebagai peraturan umum, contohnya, histones hypermetilated dan hypacethlated menentukan bahawa DNA yang berkaitan tidak dinyatakan dan kromatin dibentangkan dalam keadaan yang lebih padat (heterochromatic, dan akibatnya, tidak aktif).

Sebaliknya, DNA euchromatic (kurang padat, dan aktif secara genetik) dikaitkan dengan kromatin yang histonesnya hypercetilated dan hypomethylized.

Euchromatin dan heterochromatin

Status pengubahsuaian kovalen Histonas dapat menentukan tahap ekspresi dan pemadatan kromatin tempatan.

Di peringkat global, pemadatan kromatin sama -sama dikawal oleh pengubahsuaian kovalen histon dalam nukleosom.

Sebagai contoh, telah ditunjukkan, bahawa heterochromatin konstitutif (yang tidak pernah dinyatakan, dan padat dibungkus) cenderung terletak di atas lembaran nuklear, meninggalkan liang nuklear bebas.

Boleh melayani anda: Pam Kalsium: Fungsi, Jenis, Struktur dan Operasi

Bagi pihaknya, euchromatin konstitutif (yang selalu dinyatakan, seperti yang termasuk gen penyelenggaraan sel, dan terletak di kawasan kromatin yang lemah), berbuat demikian dalam hubungan besar yang mendedahkan DNA untuk disalin ke jentera transkripsi.

Kawasan lain DNA genomik berayun di antara kedua -dua negeri ini, bergantung kepada masa pembangunan organisma, keadaan pertumbuhan, identiti sel, dll.

Fungsi lain

Untuk memenuhi pelan pembangunan, ekspresi dan penyelenggaraan selular mereka, genom organisma eukariotik mesti mengawal secara halus kapan dan bagaimana potensi genetik mereka harus nyata.

Bermula dari maklumat yang disimpan dalam gen mereka, ini terletak di nukleus di kawasan swasta yang menentukan status transkrip mereka.

Oleh itu, kita boleh mengatakan bahawa satu lagi kertas asas nukleosoma adalah organisasi atau seni bina nukleus yang menempatkan mereka.

Senibina ini diwarisi dan filogenetik dipelihara terima kasih kepada kewujudan unsur -unsur modular pembungkusan maklumat ini.

Rujukan

1. Brooker, r. J. Genetik: Analisis dan Prinsip. McGraw-Hill Higher Education.
2. Goodenough, u. W. Genetik. W. B. Saunders co. LTD.