Struktura i funkcje heterochromatyny

heterochromatyna Jest to część chromatyny (białka DNA i histon) gęsto zapakowane chromosomów eukariotycznych. Zwykle wiąże się to z „cichych” regionami genomu, to znaczy z tymi, które są nieaktywne transkrypcyjnie.

Heitz, w 1928 r., Był pierwszym, który rozróżniał dwa różne typy chromatyny w chromosomach eukariotycznych podczas interfejsu, opisując euchromatynę i heterochromatynę na podstawie jej różnicowego zagęszczania.

Organizacja chromatyny w jądrze (źródło: SHA, K. i Boyer, L. DO. Chromatyna sygnatura komórek pluripotencjalnych (31 maja 2009 r.), Stembook, wyd. Społeczność badań nad komórek macierzystych, Stembook, DOI/10.3824/Stembook.1.Cztery pięć.1, http: // www.Stembook.org. [CC o 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/3.0)] przez Wikimedia Commons)

Jeśli chromosomy eukariotyczne są barwione różnymi technikami, specyficzne dla DNA, obserwacje mikroskopowe ujawniają, że istnieją regiony tych struktur, które są barwione bardziej intensywnie niż inne niż inne. Regiony te odpowiadają regionom hiperkomakcyjnym hektochromatyny.

Heterochromatynizacja DNA, to znaczy jego opakowanie, może wystąpić w komórce w odpowiedzi na różne czynniki i może być opcjonalne lub konstytutywne.

Konstytutywna heterochromatyna jest stałą cechą, która jest ogólnie odziedziczona, tymczasem opcjonalna heterochromatyna może, ale nie musi być chromosomem w danym momencie. Najlepszym przykładem konstytutywnej heterochromatyny jest jeden z dwóch chromosomów X u kobiet.

U eukariotów heterochromatyna „przechowuje” i „zwarte” do wielkich genomów, które je charakteryzują, zwłaszcza te regiony, które składają się z powtarzających się sekwencji, resztek frakcji retro inwazyjnych transpozonów, elementów, które można przenosić.

[TOC]

Struktura

Heterochromatyna nie ma struktury bardzo różnionej od struktury chromatyny, która jest mniej gęsto pakowana, euchromatyna.

Zrozumienie tego, ważne jest, aby pamiętać, że chromosomy eukariotyczne składają się z cząsteczki DNA związanej z białkami zwanymi histonami. Osiem histonów tworzy oktameryczny rdzeń znany jako „nukleosom”, wokół którego toczy się DNA.

Może ci służyć: leukocyty polimorfojądrowe

Związek DNA z białkami histonowymi występuje dzięki interakcjom elektrostatycznym między dodatnimi obciążeniami podstawowych marnotrawstwa tych białek a ujemnym obciążeniami grup fosforanowych struktury nici DNA.

El Nucleosoma (źródło: nukleosome_struktura.PNG: Praca pochodna Richard Wheeler (Zephyris) (nukleosom-2.PNG): Rekymanto [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)] przez Wikimedia Commons)

- Histonas Octmer

Każdy oktamer histonowy składa się z testera histonów H3 i H4 oraz o dwa dni histonów H2A i H2B; Wokół każdego jądra histonowego mniej więcej 146 dn pary zasad są zakwaterowane.

Nukleosomy „zbliżają się” do wzajemnego udziału w uwzględnieniu innego histonu znanego jako histona de Unión lub Puente (Linker, W języku angielskim), czyli Histon H1.

Chromatyna składa się następnie z kolejnych nukleosomów, które są zagęszczone, tworząc włóknistą strukturę o większej grubości, ale mniej długości.

Każde białko histonowe charakteryzuje się obecnością „ogona” aminokwasów, które mogą podlegać kowalencyjnym modyfikacjom enzymatycznym. Udowodniono, że te modyfikacje wpływają na stopień ekspresji lub wyciszenie genów związanych z nukleosomami, a także poziom zagęszczania chromatyny.

W szczególności heterochromatyna charakteryzuje się hipacetotylacją histonów we wszystkich eukariotach oraz metylacją histonu H3 w reszcie Lysina 9, tylko dla „doskonałych” eukariotów.

Enzymy odpowiedzialne za przeprowadzanie tych modyfikacji są znane odpowiednio, takie jak DEACL HISTONS.

Oprócz modyfikacji histonów, DNA można również metylować, co wpływa na stopień zagęszczenia chromatyny i odpowiada drugim z dwóch mechanizmów epigenetycznych eukariotycznych organizacji genomu.

Może ci służyć: podstawowa warstwy: Charakterystyka i funkcje

Gdzie jest heterochromatyna?

Heterochromatyna, jak omówiono na początku, może być konstytutywna lub opcjonalna.

Konstytutywna heterochromatyna jest szczególnie obfita w regionach genomowych, które mają wysoką gęstość powtarzalnych sekwencji (takich jak na przykład elementy satelitarne), w których istnieją obfite elementy transponowalne ruchu, w regionach centromerycznych i w telomerach.

Mówi się, że jest to konstytutywne, ponieważ te regiony genomu pozostają skondensowane lub zwięzłe podczas podziału komórek. Z drugiej strony w komórce, która nie jest podzielona, ​​większość DNA jest euchromatyczna i istnieją tylko niektóre dobrze zdefiniowane regiony konstytutywnej heterochromatyny.

Opcjonalna heterochromatyna znajduje się w loci, które są regulowane na różnych etapach rozwoju; W przypadku tego, co tak naprawdę reprezentuje, regiony „czasowo skondensowane”, które mogą się zmieniać zgodnie z sygnałami komórkowymi i aktywnością genetyczną.

Funkcje

Ponieważ heterochromatyna jest ważną częścią regionów telomerycznych i centromerycznych, ćwiczy funkcje transcendentalne z punktu widzenia podziału komórek i ochrony ekstremów chromosomowych.

Centromery aktywnie pracują podczas podziału komórek, umożliwiając przemieszczenie duplikatów chromosomów w kierunku obu biegunów komórki, które są podzielone, podczas gdy reszta genów pozostaje nieaktywna i kompaktowa.

Zależność określonych regionów chromosomów eukariotycznych jest synonimem genetycznego wyciszania, ponieważ fakt, że heterochromatyna jest gęsto pakowana, implikuje niedostępność maszyn transkrypcyjnych do podstawowych sekwencji genów.

W odniesieniu do rekombinacji heterochromatyna represjonuje ten proces, chroniąc integralność genomu poprzez zakazanie „nielegalnej” rekombinacji między powtarzającymi się sekwencjami DNA rozproszonymi w genomie. Jest to szczególnie ważne dla kontroli „pasożytniczych” elementów transponowalnych, które są wyciszone przez heterochromatynizację.

Może ci służyć: profase

Funkcje strukturalne

Jeszcze kilka lat temu sądzono, że heterochromatyczne DNA było rodzajem „śmieciowego DNA”, ponieważ naukowcy nie znaleźli konkretnej funkcji dla sekwencji zawartych w tych regionach; Przypomnijmy, że na przykład ponad 80% genomowego DNA istoty ludzkiej nie koduje dla białek komórkowych ani cząsteczek RNA z funkcjami regulacyjnymi.

Jednak obecnie wiadomo, że tworzenie opcjonalnego heterochromatycznego DNA ma ogromne znaczenie dla regulacji wielu procesów podczas rozwoju i rozwoju żywych istot, a także regiony konstytutywnej heterochromatyny odgrywają podstawową rolę z punktu strukturalnego strukturalnego pogląd.

Wielu autorów sugeruje, że heterochromatyna może mieć funkcje strukturalne w chromosomach eukariotycznych. To stwierdzenie opiera się na fakcie, że heterochromatyczne regiony danego chromosomu oddzielają się od niego, które mają różne wzorce genetycznej „aktywności”.

Innymi słowy, regiony heterochromatyczne służą jako „dystans” między różnymi regionami aktywnymi transkrypcji, które mogą mieć ogromne znaczenie z punktu widzenia transkrypcji znajdujących się tam zlokalizowanych genów.

Bibliografia

1. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, zm. T., & Miller, j. H. (2005). Wprowadzenie do analizy genetycznej. Macmillan.
2. Brown, s. W. (1966). Heterochromatyna. Science, 151 (3709), 417-425.
3. Elgin, s. C., & Grewal, s. Siema. (2003). Heterochromatyna: cisza jest złote. Current Biology, 13 (23), R895-R898.
4. GREWAL, s. Siema., & Jia, s. (2007). Rewizja heterochromatyny. Nature Reviews Genetics, 8 (1), 35.
5. GREWAL, s. Siema., & Moazed, D. (2003). Heterochromatyna i epigenetyczna kontrola ekspresji genów. Science, 301 (5634), 798-802.
6. Hennig, w. (1999). Heterochromatyna. Chromosoma, 108 (1), 1-9.