Heterochromatínová štruktúra a funkcie

Ten heterochromatín Je to časť chromatínu (DNA a histónových proteínov) husto balených eukaryotických chromozómov. Zvyčajne sa spája s „tichými“ regiónmi genómu, to znamená s tými, ktoré sú transkripčne neaktívne.

Heitz, v roku 1928, bol prvým, ktorý rozlíšil dva rôzne typy chromatínu v eukaryotických chromozómoch počas rozhrania a opísal euchromatín a heterochromatín na základe jeho diferenciálneho zhutnenia.

Organizácia chromatínu v jadre (Zdroj: Sha, K. a Boyer, L. Do. Podpis chromatínu pluripotentných buniek (31. mája 2009), Stembook, ed. Komunita výskumu kmeňových buniek, Stembook, Doi/10.3824/Stembook.1.Štyri. Päť.1, http: // www.Stonka.orgán. [CC po 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/3.0)] Via Wikimedia Commons)

Ak sú eukaryotické chromozómy farbené rôznymi technikami, špecifické pre DNA, mikroskopické pozorovania ukazujú, že existujú oblasti týchto štruktúr, ktoré sú intenzívnejšie ako iné ako iné ako iné. Tieto regióny zodpovedajú hyperkompaktovým oblastiam hektochromatínu.

Heterochromatinizácia DNA, tj jej balenia, sa môže vyskytnúť v bunke v reakcii na rôzne faktory a môže byť voliteľná alebo konštitutívna.

Konštitutívny heterochromatín je trvalý znak, ktorý sa všeobecne zdedí, zatiaľ čo voliteľný heterochromatín môže alebo nemusí byť chromozómom v danom čase. Najlepším príkladom konštitutívneho heterochromatínu je jeden z dvoch X chromozómov u žien.

V eukaryotoch heterochromatín „ukladá“ a „kompaktné“ k veľkým genómom, ktoré ich charakterizujú, najmä tie regióny, ktoré pozostávajú z opakujúcich sa sekvencií, zvyšných frakcií retro napadajúcich transpozóny, transpononovateľné prvky.

[TOC]

Štruktúra

Heterochromatín nemá štruktúru veľmi odlišnú od štruktúry chromatínu, ktorá je menej husto zabalená, euchromatín.

Pochopenie tomu je dôležité pamätať na to, že eukaryotické chromozómy sa skladajú z molekuly DNA, ktorá je spojená s proteínmi nazývanými histónmi. Osem histónov tvorí okamamerické jadro, ktoré je známe ako „nukleozóm“, okolo ktorého je DNA valcovaná.

Môže vám slúžiť: polymorfonukleárne leukocyty

Asociácia DNA s histónovými proteínmi sa vyskytuje vďaka elektrostatickým interakciám medzi pozitívnym zaťažením základného odpadu týchto proteínov a negatívnym zaťažením fosfátových skupín štruktúry štruktúry DNA reťazca DNA.

El nukleozóm (zdroj: nukleozóm_strukture.PNG: Richard Wheeler (Zephyris) Derivát (nukleozóm-2.PNG): REKYMANTO [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)] Via Wikimedia Commons)

- Histonas Octmer

Každý histón oktamér sa skladá z testera histónov H3 a H4 a do dvoch dní histónov H2A a H2B; Okolo každého histónového jadra je ubytovaných viac alebo menej 146 párov báz DN.

Nukleozómy sa navzájom „blížia“ vďaka účasti iného histónu známeho ako Histona de Unión alebo Puente (Linker, V angličtine), čo je histón H1.

Chromatín sa potom skladá z nasledujúcich nukleozómov, ktoré sú zhutnené za vzniku vláknitej štruktúry väčšej hrúbky, ale menšej dĺžky.

Každý histónový proteín je charakterizovaný prítomnosťou „chvosta“ aminokyselín, ktoré môžu podstúpiť kovalentné enzymatické modifikácie. Ukázalo sa, že tieto modifikácie ovplyvňujú stupeň expresie alebo umlčania génov spojených s nukleozómami, ako aj hladinu zhutňovania chromatínu.

Najmä heterochromatín je charakterizovaný hypacetotiláciou histónov vo všetkých eukaryotoch a metyláciou histónu H3 v zvyšku Lysina 9, iba pre „vynikajúce“ eukaryotyotes.

Enzýmy zodpovedné za vykonávanie týchto modifikácií sú známe, ako napríklad históny diacel.

Okrem modifikácií v históriách môže byť DNA tiež metylovaná, čo ovplyvňuje stupeň zhutňovania chromatínu a zodpovedá druhému z dvoch epigenetických mechanizmov organizácie eukaryotických genómov.

Môže vám slúžiť: bazálna vrstva: Charakteristiky a funkcie

Kde je heterochromatín?

Heterochromatín, ako je uvedené na začiatku, môže byť konštitutívny alebo voliteľný.

Konštitutívny heterochromatín je obzvlášť hojný v genomických oblastiach, ktoré majú vysokú hustotu opakujúcich sa sekvencií (napríklad satelitné prvky), kde sú hojné dopravné transponovateľné prvky, v centromérnych oblastiach a v telomériách.

Hovorí sa, že je konštitutívny, pretože tieto regióny genómu zostávajú kondenzované alebo kompaktné počas delenia buniek. Na druhej strane v bunke, ktorá nie je rozdelená, je väčšina DNA euchromatická a existujú iba niektoré dobre definované oblasti konštitutívneho heterochromatínu.

Voliteľný heterochromatín sa nachádza v lokusoch, ktoré sú regulované v rôznych štádiách vývoja; Pre to, čo skutočne predstavuje, regióny „dočasne kondenzované“, ktoré sa môžu meniť podľa bunkových signálov a genetickej aktivity.

Funkcia

Pretože heterochromatín je dôležitou súčasťou telomerických a centromérnych oblastí, vykonáva transcendentálne funkcie z hľadiska delenia buniek a ochrany chromozomálnych extrémov.

Centroméry aktívne pracujú počas delenia buniek, čo umožňuje vytesnenie duplicitných chromozómov smerom k obom pólom bunky, ktorá je rozdelená, zatiaľ čo zvyšok génov zostáva neaktívny a kompaktný.

Zloženie špecifických oblastí eukaryotických chromozómov je synonymom genetického umlčania, pretože skutočnosť, že heterochromatín je husto zabalený.

Pokiaľ ide o rekombináciu, heterochromatín tento proces potláča a chráni integritu genómu zakazovaním „nelegitímnej“ rekombinácie medzi opakovanými sekvenciami DNA rozptýlenými v genóme. Je to obzvlášť dôležité pre kontrolu „parazitických“ transponentových prvkov, ktoré sú umlčané heterochromatinizáciou.

Môže vám slúžiť: profáza

Štrukturálne funkcie

Až pred niekoľkými rokmi sa predpokladalo, že heterochromatická DNA bola druh „DNA odpadu“, pretože vedci nenašli špecifickú funkciu pre sekvencie zahrnuté v týchto oblastiach; Pripomeňme, že viac ako 80% genomickej DNA ľudskej bytosti napríklad nekóduje bunkové proteíny ani pre molekuly RNA s regulačnými funkciami.

V súčasnosti je však známe, že tvorba voliteľnej heterochromatickej DNA je nanajvýš dôležitá pre reguláciu mnohých procesov počas rozvoja a rastu živých bytostí a že regióny konštitutívneho heterochromatínu majú zásadnú úlohu z bodu štrukturálneho bodu. vyhliadka.

Mnoho autorov navrhuje, že heterochromatín môže mať štrukturálne funkcie v eukaryotických chromozómoch. Toto vyhlásenie je založené na skutočnosti, že heterochromatické oblasti daných chromozómov od neho oddeľujú, ktoré majú rôzne vzorce genetickej „aktivity“.

Inými slovami, heterochromatické oblasti slúžia ako „spacer“ medzi rôznymi transkriptívne aktívnymi oblasťami, ktoré môžu mať veľký význam z hľadiska transkripcie génov, ktoré sa tam nachádzajú.

Odkazy

1. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, D. Tón., & Miller, J. H. (2005). Úvod do genetickej analýzy. Macmillan.
2. Hnedá, s. W. (1966). Heterochromatín. Science, 151 (3709), 417-425.
3. Elgin, s. C., & Grewal, s. Jo. (2003). Heterochromatín: Ticho je zlaté. Current Biology, 13 (23), R895-R898.
4. Grewal, s. Jo., & Jia, s. (2007). Revízia heterochromatínu. Nature Reviews Genetics, 8 (1), 35.
5. Grewal, s. Jo., & Moazed, D. (2003). Heterochromatín a epigenetická kontrola génovej expresie. Science, 301 (5634), 798-802.
6. Hennig, w. (1999). Heterochromatín. Chromozóm, 108 (1), 1-9.