Opakowanie DNA

Schemat pakowania DNA. Źródło: Thomas Splettstoesser (www.Scistyle.com), CC przez 4.0, Wikimedia Commons

Co to jest opakowanie DNA?

On Opakowanie DNA Jest to termin, który definiuje kontrolowane zagęszczenie DNA wewnątrz komórkowego. DNA jest wyjątkowo długą cząsteczką, która ponadto zawsze oddziałuje z ogromną różnorodnością różnych białek (nukleoprotein). Wraz z nimi powstaje chromatyna, która jest substancją, która komponuje chromosomy.

Do przetwarzania, dziedziczenia i kontroli ekspresji genów, które DNA przyjmuje określoną organizację przestrzenną. Komórka osiąga ściśle kontrolując opakowanie DNA na różnych poziomach zagęszczania.

Wirusy mają różne strategie pakowania swoich kwasów nukleinowych. Jednym z ulubionych jest powstawanie zwartych spirali. Można powiedzieć, że wirusy to kwasy nukleinowe pakowane w białka, które je zakrywają, chronią i mobilizują.

W prokariotach DNA jest związany z białkami, które określają tworzenie się złożonych więzi w strukturze zwanej nukleoidem. Z drugiej strony maksymalny poziom zagęszczania DNA w komórce eukariotycznej jest chromosom mitotyczny lub mejotyczny.

Struktura DNA

DNA składa się z dwóch pasm antypalalowych (biegną w przeciwnym kierunku), które tworzą podwójny śmigło. Każdy z nich przedstawia szkielet wiązań fosfodiéster, na których łączy się cukry powiązane z bazami azotu.

Wewnątrz cząsteczki zasady azotu pasma tworzą mosty wodorowe (dwa lub trzy) z pasmem uzupełniającym.

W takiej cząsteczce najważniejsze kąty linków wykazują bezpłatny obrót. Wiązania bazowe azotu, wiązania bazowe, fosforan z grupy cukrowej i wiązanie fosfodiéster są elastyczne.

Pozwala to DNA, postrzegane jako elastyczna pręt, wykazuje pewną pojemność do zginania i toczenia. Ta elastyczność pozwala na przyjęcie złożonych lokalnych struktur i tworzenie krótkich, średnich i długodystansowych więzi.

Może ci służyć: jaka jest chromosomalna teoria dziedziczenia? (Sutton i Morgan)

Ta elastyczność wyjaśnia również, w jaki sposób 2 metry DNA można utrzymywać w każdej diploidalnej komórce ludzkiej istoty. W gamecie (komórka haploidalna) byłby to metr DNA.

Bakteryjny nukleoid

Chociaż nie jest to niezachwiana zasada, chromosom bakteryjny istnieje jako pojedyncza podwójna cząsteczka DNA na podwójne opaskę.

Podwójny śmigło jest bardziej o sobie (ponad 10 pz zwrotu). Lokalne węzły są również generowane dzięki manipulacjom, które są enzimatycznie kontrolowane.

Ponadto istnieją sekwencje DNA, które umożliwiają tworzenie się domen w dużych powiązaniach. Struktura wynikająca z super -wkładki i uporządkowanych więzi nazywa się nukleoidem.

Te doświadczają dynamicznych zmian dzięki niektórym białkom, które zapewniają pewną stabilność strukturalną dla zagęszczonego chromosomu. Stopień zagęszczania w bakteriach i łukach jest tak wydajny, że może istnieć więcej niż jeden chromosom nukleoidowy.

Kompaktowe prokarioty DNA nukleoidowe co najmniej około 1.000 razy. Struktura topologiczna nukleoidów jest podstawową częścią regulacji genów, które przenosi chromosom. To znaczy struktura i funkcja stanowią tę samą jednostkę.

Poziomy zagęszczania chromosomu eukariotycznego

DNA w jądrze eukariotycznym nie jest nagie. Oddziaływać z wieloma białkami, z których najważniejsze są histony. Histonas są dodatnio obciążonymi małymi białkami, które wiążą się z DNA w określony sposób.

W jądrze obserwujemy złożone DNA: histony, które nazywamy chromatyną. Wysoce skondensowana chromatyna, która na ogół nie jest wyrażona, jest heterochromatyną. Przeciwnie, najmniej zagęszczona (bardziej otwarta) lub euchromatyna to chromatyna z genami wyrażanymi.

Może ci służyć: czysta linia

Chromatyna ma kilka poziomów zagęszczania. Najbardziej elementarny jest nukleosom. Po nich są elektromagnetyczne powiązania chromatyny. Tylko wtedy, gdy podzielony jest chromosom, pokazano maksymalne poziomy zagęszczania.

Nukleosom

Nukleosom jest podstawową jednością organizacji chromatyny. Każdy nukleosom jest tworzony przez oktę histonów, które tworzą rodzaj bębna.

Oktamer jest tworzony przez dwie kopie każdego z histonów H2A, H2B, H3 i H4. Wokół nich DNA daje prawie 1.7 zakrętów. Następnie następuje bezpłatna frakcja DNA zwana łącznikiem, 20 pz, związany z histonem H1, a następnie inny nukleosom. Ilość DNA w jednym nukleosomie i ten, który go dołącza, wynosi około 166 par zasad.

Ten etap pakowania zwartego DNA cząsteczki około 7 razy. To znaczy mijamy jeden metr do nieco ponad 14 cm DNA.

To opakowanie jest możliwe, ponieważ pozytywne histony anulują ujemne obciążenie DNA, a konsekwentna elektrostatyczna samokontencja. Innym powodem jest to, że DNA można złożyć w taki sposób, aby mógł okrążyć oktamer histonowy.

30 nm Włókno

Rachunki błonnika w naszyjniku, które tworzą wiele kolejnych nukleosomów, jest dodatkowo zapisana do bardziej zagęszczonej struktury.

Chociaż nie jesteśmy pewni, jaka struktura naprawdę przyjmuje, wiemy, że osiąga grubość około 30 nm. To jest tak zwane włókno 30 nm, a ze względu na jego tworzenie i stabilność histon H1 jest fundamentalny.

Włókno 30 nm jest podstawową jednostką strukturalną heterochromatyny. Z nukleosomów luk, euchromatyny.

Więzi i zakręty

Włókno 30 nm nie jest jednak całkowicie liniowe. Przeciwnie, tworzy więzi o długości około 300 nm, w kręty sposób, na mało znanej matrycy białkowej.

Może ci służyć: genetyka kryminalistyczna: historia, obiekt studiów, metodologia

Te więzi na matrycy białkowej tworzą bardziej kompaktową światłowód chromatyny 250 nm. Wreszcie, wyrównują się jako prosty śmigło o grubości 700 nm, co daje jeden z siostrzanych chromatyd mitotycznego chromosomu.

Ostatecznie DNA w chromatynie jądrowej zagęszczają około 10.000 razy na chromosomie komórkowym w podziale. W rdzeniu interfejsu jego zagęszczenie jest również wysokie, ponieważ wynosi około 1.000 razy w porównaniu do „liniowego” DNA.

Mejotyczne zagęszczenie DNA

W świecie biologii rozwoju mówi się, że gameteogeneza resetować epigenak. Oznacza to, że wymazuje marki DNA, które życie, którzy dali powstanie Gameto, wyprodukowało lub doświadczały.

Marki te obejmują metylację DNA i kowalencyjne modyfikacje histonów (kod histonowy). Ale nie cały epigenak jest resetowany. To, co pozostało z markami, będzie odpowiedzialne za odcisk genetyczny ze strony ojca lub matki.

Niejawny reset gametoogenezy jest łatwiejszy do zobaczenia w nasieniu. W nasieniu DNA nie jest pakowane z histonami. Dlatego informacje powiązane z jego modyfikacjami w ciele produkującym nie są dziedziczone.

W nasieniu DNA jest pakowane dzięki interakcji z białkami związkowymi, które nie są specyficzne dla DNA, zwane protaminami. Białka te tworzą mosty disiarczkowe ze sobą, przyczyniając się w ten sposób do tworzenia przepełnionych warstw, które nie odpychają elektrostatycznie.

Bibliografia

1. Opakowanie DNA: nukleosomy i chromatyna. Odzyskany z natury.com.