DNA -verpakking

DNA -verpakkingsschema. Bron: Thomas SplettsEsser (www.Schaar.com), cc door 4.0, Wikimedia Commons

Wat is DNA -verpakking?

Hij DNA -verpakking Het is een term die de gecontroleerde verdichting van DNA in cellulaire definieert. DNA is een extreem lang molecuul dat bovendien altijd interactie heeft met een enorme verscheidenheid aan verschillende eiwitten (nucleoproteïnen). Met hen wordt de chromatine gevormd, wat de stof is die de chromosomen componeert.

Voor de verwerking, overerving en controle van de expressie van de genen dat DNA een bepaalde ruimtelijke organisatie aanneemt. De cel bereikt het strikt registreren van DNA -verpakkingen op verschillende niveaus van verdichting.

Virussen hebben verschillende verpakkingsstrategieën van hun nucleïnezuren. Een van de favorieten is de vorming van compacte spiralen. Men zou kunnen zeggen dat virussen nucleïnezuren zijn verpakt in de eiwitten die hen bedekken, beschermen en mobiliseren.

In prokaryoten wordt DNA geassocieerd met eiwitten die de vorming van complexe banden bepalen in een structuur die nucleoid wordt genoemd. Het maximale verdichtingsniveau van DNA in een eukaryotische cel daarentegen is het mitotische of meiotische chromosoom.

DNA -structuur

Het DNA bestaat uit twee antipaallale banden (ze lopen in de tegenovergestelde richting) die een dubbele propeller vormen. Elk van hen presenteert een skelet van fosfodiéster -bindingen waarop suikers gekoppeld zijn aan stikstofbases zijn verbonden.

In het molecuul vormen de stikstofbases van een band waterstofbruggen (twee of drie) met de complementaire band.

In een molecuul als deze vertonen de belangrijkste linkhoeken gratis rotatie. De stikstof-suikerbasisbindingen, suikergroepfosfaat en fosfodiésterbinding zijn flexibel.

Hierdoor kan DNA, gezien als een flexibele staaf, enige capaciteit tonen om te buigen en te rollen. Met deze flexibiliteit kunt u complexe lokale structuren aannemen en korte, middellange en langeafstandsinteractiebanden vormen.

Kan u van dienst zijn: wat is de chromosomale erfenistheorie? (Sutton en Morgan)

Deze flexibiliteit verklaart ook hoe 2 meter DNA kan worden gehandhaafd in elke diploïde cel van een mens. In een gamete (haploïde cel) zou het een meter DNA zijn.

De bacteriële nucleoïde

Hoewel het geen niet aflatende regel is, bestaat het bacteriële chromosoom als een enkele dubbele band over -glomend DNA -molecuul.

De dubbele propeller gaat meer over zichzelf (meer dan 10 bp bij rendement) waardoor een bepaalde compactment wordt geproduceerd. Lokale knopen worden ook gegenereerd dankzij manipulaties die enzimatisch worden gecontroleerd.

Bovendien zijn er DNA -sequenties waarmee domeinen zich in grote banden kunnen vormen. De structuur die voortvloeit uit de geordende super -collapse en banden wordt nucleoid genoemd.

Deze ervaren dynamische veranderingen dankzij sommige eiwitten die enige structurele stabiliteit bieden aan het verdichte chromosoom. De mate van verdichting bij bacteriën en bogen is zo efficiënt dat er meer dan één nucleoïde chromosoom kan zijn.

De compacte nucleoid DNA -prokaryoten minstens ongeveer 1.000 keer. De nucleoïde topologische structuur is een fundamenteel onderdeel van de regulatie van de genen die het chromosoom draagt. Dat wil zeggen, structuur en functie vormen dezelfde eenheid.

Eukaryotische chromosoomverdichtingspiegels

DNA in de eukaryotische kern is niet naakt. Interactie met veel eiwitten, waarvan de belangrijkste histonen zijn. Histonas zijn positief geladen kleine eiwitten die op een specifieke manier aan het DNA binden.

In de kern is wat we waarnemen een complex DNA: histonen, die we chromatine noemen. Sterk gecondenseerde chromatine, die over het algemeen niet tot expressie wordt gebracht, is heterochromatine. Integendeel, de minst verdichte (meer open), of euchromatine, is chromatine met tot expressie gebrachte genen.

Kan u van dienst zijn: pure lijn

Chromatine heeft verschillende verdichtingsniveaus. De meest elementaire is het nucleosoom. Ze worden gevolgd door de solenoïde vezel en interface -chromatinebanden. Alleen wanneer een chromosoom is verdeeld, is dat maximale verdichtingsniveaus worden getoond.

Het nucleosoom

Nucleosoom is de basiseenheid van chromatine -organisatie. Elk nucleosoom wordt gevormd door een octa van histonen die een soort drum vormen.

De octameer wordt gevormd door twee exemplaren van elk van de H2A-, H2B-, H3- en H4 -histonen. Om hen heen geeft DNA bijna 1.7 bochten. Het wordt gevolgd door een vrije DNA -fractie genaamd Linker, 20 bp, geassocieerd met histone H1 en vervolgens een ander nucleosoom. De hoeveelheid DNA in één nucleosoom en degene die erbij komt, is ongeveer 166 basenparen.

Deze verpakkingsstap van compact DNA het molecuul ongeveer 7 keer. Dat wil zeggen, we passeren een meter tot iets meer dan 14 cm DNA.

Deze verpakking is mogelijk omdat positieve histonen de negatieve belasting van DNA annuleren en de daaruit voortvloeiende elektrostatische zelfrepulsie. De andere reden is dat het DNA zo kan worden gevouwen dat het de histone octameer kan omcirkelen.

30 nm vezel

De rekeningenvezel in een ketting die veel opeenvolgende nucleosomen vormen, is bovendien ingeschreven voor een meer verdichte structuur.

Hoewel we niet zeker weten welke structuur echt aanneemt, weten we wel dat het een dikte van ongeveer 30 nm bereikt. Dit is de SO -gezamenlijke 30 nm vezels, en voor de vorming en stabiliteit is de Histone H1 fundamenteel.

De 30 nm vezel is de basisstructurele eenheid van heterochromatine. Die van lakse nucleosomen, die van euchromatine.

Banden en bochten

De 30 nm vezel is echter niet helemaal lineair. Integendeel, het vormt banden van ongeveer 300 nm lang, op een kronkelende manier, op een weinig bekende eiwitmatrix.

Kan u dienen: forensische genetica: geschiedenis, onderzoeksobject, methodologie

Deze banden op een eiwitmatrix vormen een meer compacte chromatinevezel met 250 nm in diameter. Ten slotte komen ze uit als een eenvoudige 700 nm dikke propeller, die aanleiding geven tot een van de zusterchromatiden van een mitotisch chromosoom.

Uiteindelijk compacteert DNA in nucleaire chromatine ongeveer 10.000 keer op het celchromosoom in divisie. In de interface -kern is de verdichting ook hoog, omdat het ongeveer 1 is.000 keer vergeleken met "lineair" DNA.

De meiotische verdichting van DNA

In de wereld van ontwikkelingsbiologie wordt gezegd dat gameteogenese het epigenoom reset. Dat wil zeggen, het wist de DNA -merken dat het leven van degenen die aanleiding gaven tot gameto geproduceerd of ervaren.

Deze merken omvatten de methylering van DNA en de covalente modificaties van de histonen (histoncode). Maar niet al het epigenoom is gereset. Wat overblijft met merken is verantwoordelijk voor de genetische afdruk van vaders of moederlijke of moederlijke moeder.

De impliciete reset naar gametoogenese is gemakkelijker om het in sperma te zien. In sperma is DNA niet verpakt met histonen. Daarom zijn de informatie die verband houdt met de wijzigingen ervan in het producerende lichaam, in het algemeen niet geërfd.

In sperma is DNA verpakt dankzij interactie met vakbondseiwitten die niet specifiek zijn voor DNA, genaamd Protamines. Deze eiwitten vormen disulfidebruggen met elkaar, waardoor ze bijdragen aan het vormen van overlopende lagen die niet elektrostatisch afstoten.

Referenties

1. DNA -verpakking: nucleosomen en chromatine. Opgehaald uit de natuur.com.