Heterochromatinestructuur en functies

De heterochromatine Het is een deel van chromatine (DNA en histon -eiwitten) dicht verpakt van eukaryotische chromosomen. Het wordt meestal geassocieerd met de 'stille' gebieden van het genoom, dat wil zeggen met die welke transcriptioneel inactief zijn.

Heitz, in 1928, was de eerste die twee verschillende soorten chromatine in eukaryotische chromosomen tijdens het interface onderscheidde, die euchromatine en heterochromatine beschreef op basis van de differentiële verdichting.

De organisatie van chromatine in de kern (Bron: Sha, K. en Boyer, L. NAAR. De chromatine -handtekening van pluripotente cellen (31 mei 2009), STEMBook, ed. The Stem Cell Research Community, STEMBook, DOI/10.3824/STEMBOOK.1.Vier vijf.1, http: // www.Stengelboek.borg. [CC door 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/3.0)] via Wikimedia Commons)

Als eukaryotische chromosomen worden geverfd door verschillende technieken, specifiek voor DNA, onthullen microscopische waarnemingen dat er regio's van deze structuren zijn die intensiever worden geverfd dan andere dan andere. Deze regio's komen overeen met de hypercompactgebieden van hectochromatine.

Heterochromatinisatie van DNA, dat wil zeggen de verpakking ervan, kan in een cel voorkomen in reactie op verschillende factoren en kan optioneel of constitutief zijn.

Constitutief heterochromatine is een permanent kenmerk dat in het algemeen wordt geërfd, ondertussen kan de optionele heterochromatine al dan niet een chromosoom zijn op een bepaald moment. Het beste voorbeeld van constitutieve heterochromatine is dat van een van de twee X -chromosomen bij vrouwen.

In eukaryoten slaan heterochromatine "op" en "compact" op de grote genomen die hen karakteriseren, vooral die gebieden die bestaan ​​uit repetitieve sequenties, overblijfselfracties van retro binnenvallende transposons, transpononeerbare elementen, onder andere.

[TOC]

Structuur

Heterochromatine heeft geen structuur die heel anders is dan die van chromatine die minder dicht verpakt is, euchromatine.

Inzicht in dit is het belangrijk om te onthouden dat eukaryotische chromosomen zijn samengesteld uit een DNA -molecuul dat wordt geassocieerd met eiwitten die histonen worden genoemd. Acht histonen vormen een octamerische kern die bekend staat als "nucleosoom", waarrond het DNA wordt gerold.

Kan u van dienst zijn: polymorfonucleaire leukocyten

De associatie van DNA met histon -eiwitten treedt op dankzij elektrostatische interacties tussen de positieve belastingen van het basisafval van deze eiwitten en de negatieve belastingen van de fosfaatgroepen van de structuur van de DNA -streng.

EL Nucleosoma (Bron: Nucleosome_structure.PNG: Richard Wheeler (Zephyris) Derivative Work (Nucleosome-2.PNG): Rekymanto [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

- De histonas octmer

Elke histone octameer is samengesteld uit een tester van de H3- en H4 -histonen, en door twee dagen van H2A- en H2B -histonen; Rond elke histon -kern zijn min of meer 146 DN -basenparen ondergebracht.

Nucleosomen "benaderen" elkaar dankzij de deelname van een andere histon bekend als Histona de Unión of Puente (Linker, In het Engels), wat histon h1 is.

Chromatine bestaat vervolgens uit opeenvolgende nucleosomen die zijn verdicht om een ​​vezelige structuur van een grotere dikte te vormen, maar minder lengte.

Elk histone -eiwit wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van een "staart" van aminozuren die covalente enzymatische modificaties kunnen ondergaan. Het is bewezen dat deze modificaties de mate van expressie of silencing van de genen geassocieerd met nucleosomen beïnvloeden, evenals het niveau van chromatine -verdichting.

In het bijzonder wordt heterochromatine gekenmerkt door de hypacethotilatie van histonen in alle eukaryoten, en door de methylering van histon H3 in het residu van Lysina 9, alleen voor de "superieure" eukaryoten.

De enzymen die verantwoordelijk zijn voor het uitvoeren van deze wijzigingen zijn respectievelijk bekend, zoals de Histones Deacel.

Naast de modificaties in histonen kan DNA ook worden gemethyleerd, wat de mate van verdichting van chromatine beïnvloedt en overeenkomt met de tweede van de twee epigenetische mechanismen van eukaryotische genoomorganisatie.

Kan u van dienst zijn: basale stratum: kenmerken en functies

Waar is heterochromatine?

Heterochromatine kan, zoals in het begin besproken, constitutief of optioneel zijn.

Constitutief heterochromatine is bijzonder overvloedig aanwezig in de genomische gebieden die een hoge dichtheid van repetitieve sequenties hebben (zoals bijvoorbeeld satellietelementen), waarbij er overvloedige verkeerstransponeerbare elementen zijn, in centromere regio's en in telomeren.

Er wordt gezegd dat het constitutief is omdat deze genoomgebieden gecondenseerd of compact blijven tijdens de celdeling. In een cel die niet is verdeeld, is het grootste deel van het DNA euchromatisch en zijn er slechts enkele goed gedefinieerde gebieden van constitutief heterochromatine.

De optionele heterochromatine is er een in de loci die worden gereguleerd tijdens de verschillende stadia van ontwikkeling; Voor wat het echt vertegenwoordigt, de gebieden "tijdelijk gecondenseerd" die kunnen veranderen volgens cellulaire signalen en genetische activiteit.

Functie

Aangezien heterochromatine een belangrijk onderdeel is van de telomere en centromere gebieden, oefent het transcendentale functies uit vanuit het oogpunt van celdeling en de bescherming van chromosomale uitersten.

Centromeren werken actief tijdens de celdeling, waardoor dubbele chromosomen worden verplaatsd naar beide verdeelde celpolen, terwijl de rest van de genen inactief en compact blijft.

De verdichting van specifieke gebieden van eukaryotische chromosomen is synoniem met genetische silencing, omdat het feit dat heterochromatine dicht is verpakt, de ontoegankelijkheid van transcriptionele machines voor de onderliggende gensequenties impliceert.

Met betrekking tot recombinatie onderdrukt heterochromatine dit proces, waarbij de integriteit van het genoom wordt beschermd door "onwettige" recombinatie tussen repetitieve DNA -sequenties te verbieden verspreid in het genoom. Dit is vooral belangrijk voor de controle van "parasitaire" transpononabele elementen, die tot zwijgen worden gebracht door heterochromatinisatie.

Kan u van dienst zijn: PROFASE

Structurele functies

Tot een paar jaar geleden werd gedacht dat heterochromatisch DNA een soort "afval -DNA" was, omdat wetenschappers geen specifieke functie vonden voor de sequenties die in deze regio's waren opgenomen; Bedenk dat meer dan 80% van het genomische DNA van een mens bijvoorbeeld niet codert voor cel -eiwitten of voor RNA -moleculen met regulerende functies.

Het is momenteel echter bekend dat de vorming van het optionele heterochromatische DNA van het grootste belang is voor de regulatie van veel processen tijdens de ontwikkeling en groei van levende wezens, en dat de regio's van constitutieve heterochromatine een fundamentele rol hebben vanuit het punt van structureel weergave.

Het is door veel auteurs gesuggereerd dat heterochromatine structurele functies kan hebben in eukaryotische chromosomen. Deze verklaring is gebaseerd op het feit dat de heterochromatische gebieden van een gegeven chromosoomgedeelten hiervan scheiden die verschillende patronen van genetische "activiteit" hebben.

Met andere woorden, heterochromatische gebieden dienen als "spacer" tussen verschillende transcriptief actieve gebieden, die veel belang kunnen hebben vanuit het oogpunt van de transcriptie van de daar gelegen genen.

Referenties

1. Griffiths, een. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, W. M., Suzuki, D. T., & Miller, J. H. (2005). Een inleiding tot genetische analyse. Macmillan.
2. Brown, s. W. (1966). Heterochromatine. Science, 151 (3709), 417-425.
3. Elgin, s. C., & Grewal, s. Je. (2003). Heterochromatine: stilte is goud. Huidige biologie, 13 (23), R895-R898.
4. Grewal, s. Je., & Jia, s. (2007). Heterochromatine revisie. Nature Reviews Genetics, 8 (1), 35.
5. Grewal, s. Je., & Moazed, D. (2003). Heterochromatine en epigenetische controle van genexpressie. Science, 301 (5634), 798-802.
6. Hennig, W. (1999). Heterochromatine. Chromosoma, 108 (1), 1-9.