Nukleosom

Nukleosom jest podstawową jednostką organizacji DNA w komórkach eukariotycznych

Co to jest nukleosom?

On Nukleosom Jest to podstawowa jednostka pakowania DNA w organizmach eukariotycznych. Dlatego stanowi najmniejszy element kompresyjny chromatyny.

Nukleosom jest zbudowany jako oktamer białkowy zwany histonami lub struktura w kształcie bębna, na której toczy się około 140 nt DNA, dając prawie dwa kompletne okrążenia, jak widać na obrazie.

Uważa się, że niektóre dodatkowe DNA są częścią nukleosomu i jest frakcją DNA, która umożliwia ciągłość fizyczną między jednym nukleosomem a drugim w bardziej złożonych strukturach chromatyny (takich jak włókno chromatyny 30 nm).

Kod histonowy był jednym z pierwszych lepszych elementów epigenetycznych elementów kontrolnych molekularnie rozumianych.

Funkcje nukleosomu

Nukleosomy pozwalają:

- Opakowanie DNA, aby pomieścić ograniczoną przestrzeń podstawową.

- Określą partycję między chromatyną wyrażoną (euchromatyna) a cichą chromatyną (heterochromatyna).

- Organizuj całą chromatynę zarówno przestrzennie, jak i funkcjonalnie w jądrze.

- Reprezentują substrat kowalencyjnych modyfikacji, które określają ekspresję i poziom ekspresji genów, które kodują dla białek za pomocą kodu histonu SO -Called.

Skład i struktura

W najbardziej podstawowym znaczeniu nukleosomy składają się z DNA i białek. DNA może być praktycznie dowolnym DNA podwójnie opaski obecne w jądrze komórki eukariotycznej, podczas gdy wszystkie białka nukleosomalne należą do zestawu białek zwanych histonami.

Może ci służyć: różnicowanie komórki

Histony są małymi białkami i o wysokim obciążeniu podstawowych odpadów aminokwasowych, co pozwala przeciwdziałać wysokim ujemnym obciążeniu DNA i ustanowienie skutecznej fizycznej interakcji między dwiema cząsteczkami bez osiągnięcia sztywności kowalencyjnego wiązania chemicznego.

Histony tworzą oktametr w dróg bębna z dwoma kopiami lub monomerami każdego z histonów H2A, H2B, H3 i H4.

DNA daje prawie dwa kompletne zakręty po bokach oktameru, a następnie kontynuuje ułamek DNA łączącego związany z histonem H1, aby powrócić do dwóch kompletnych zakrętów w innym.

Zestaw oktametrowy, powiązany DNA i odpowiedni DNA łączącego, jest nukleosomem.

Części nukleosomu

Zagężenie chromatyny

Genomowy DNA składa się z wyjątkowo długich cząsteczek (więcej niż jeden metr w przypadku istoty ludzkiej, biorąc pod uwagę wszystkie jego chromosomy), które muszą być komponujące i zorganizowane w bardzo małym jądrze.

Pierwszy krok tego zagęszczania odbywa się poprzez tworzenie nukleosomów. Tylko przy tym etapie DNA jest zagęszczone około 75 razy.

Powoduje to powstanie błonnika liniowego, z którego budowane są kolejne poziomy zagęszczania chromatyny: światłowód 30 nm, więzi i więzi.

Gdy komórka jest podzielona, ​​albo przez mitozę, albo przez mejozę, ostatnim stopniem zagęszczenia jest odpowiednio chromosom mitotyczny lub meiotyczny.

Kod histonowy i ekspresja genetyczna

Fakt, że oktamery histonu i DNA oddziałują elektrostatycznie wyjaśniają jego skuteczne powiązanie, bez utraty płynności wymaganej do wytworzenia nukleosomów dynamicznych elementów zagęszczania i dekompakacji chromatyny.

Może ci służyć: liza komórkowa

Ale jest jeszcze bardziej zaskakujący element interakcji: końce n histonów są odsłonięte poza wnętrzem oktametru, bardziej zwarte i obojętne.

Te skrajności nie tylko oddziałują fizycznie z DNA, ale także ponoszą serię kowalencyjnych modyfikacji, od których zależy stopień zagęszczenia chromatyny i ekspresja powiązanego DNA.

Zestaw kowalencyjnych modyfikacji, między innymi pod względem rodzaju i liczb.

Modyfikacje te obejmują fosforylację, metylację, acetylację, ubikwitynację i wysokie.

Każda zmiana określi ekspresję lub nie powiązanego DNA, a także stopień zagęszczenia chromatyny, w połączeniu z innymi zmianami w tej samej cząsteczce lub w odpadach z innych histonów, szczególnie H3 H3.

Zasadniczo zauważono na przykład, że hipermetylowane i hipacetlowane histony określają, że związany DNA nie jest wyrażany i że chromatyna jest przedstawiana w bardziej zwartym stanie (heterochromatyczne, a tym samym nieaktywne).

Przeciwnie, euchromatyczny DNA (mniej zwarty i genetycznie aktywny) jest związany z chromatyną, której histony są hipercetilowane i hipometyzowane.

Euchromatyna i heterochromatyna

Kowalencyjny status modyfikacji Histonas może określić stopień ekspresji i zagęszczenie lokalnej chromatyny.

Na poziomach globalnych zagęszczenie chromatyny jest równie regulowane przez kowalencyjne modyfikacje histonów w nukleosomach.

Wykazano na przykład, że konstytutywna heterochromatyna (która nigdy nie jest wyrażana i gęsto pakowana) ma tendencję do umieszczenia do jądra, pozostawiając pory jądrowe za darmo.

Może ci służyć: pompa wapniowa: funkcje, typy, struktura i działanie

Ze swojej strony, konstytutywna euchromatyna (która jest zawsze wyrażana, taka jak ta, która obejmuje geny utrzymania komórek i znajduje się w regionach chromatyny LAX), czyni to w dużych powiązaniach, które narażają DNA do transkrypcji maszynowej transkrypcji maszyny.

Inne regiony genomowego DNA oscylują między tymi dwoma stanami, w zależności od czasu rozwoju organizmu, warunków wzrostu, tożsamości komórkowej itp.

Inne funkcje

Aby wypełnić ich rozwój komórkowy, ekspresję i plan konserwacji, genomy organizmów eukariotycznych muszą precyzyjnie regulować, kiedy i jak powinny się manifestować ich potencjały genetyczne.

Zaczynając od informacji przechowywanych w ich genach, znajdują się one w jądrze w regionach prywatnych, które określają ich status transkrypcji.

Dlatego możemy powiedzieć, że kolejnym z podstawowych artykułów nukleosomów jest organizacja lub architektura jądra, w którym je mieszka.

Architektura ta jest odziedziczona i filogenetycznie zachowana dzięki istnianiu tych modułowych elementów opakowania informacyjnego.

Bibliografia

1. Brooker, r. J. Genetyka: analiza i zasady. Szkolnictwo wyższe McGraw-Hill.
2. Goodenough, u. W. Genetyka. W. B. Saunders co. SP. Z O.O.