Nukleozóm

Nukleozóm je základnou jednotkou organizácie DNA v eukaryotických bunkách

Čo je nukleozóm?

On Nukleozóm Je to základná obalová jednotka DNA v eukaryotických organizmoch. Preto predstavuje najmenší kompresný prvok chromatínu.

Nukleozóm je postavený ako proteínový oktamér nazývaný históny alebo štruktúru tvare bubna, na ktorej sa valí asi 140 nt DNA, čo dáva takmer dve úplné kôl, ako je vidieť na obrázku.

Predpokladá sa, že niektoré ďalšie DNA NT sú súčasťou nukleozómu a je to frakcia DNA, ktorá umožňuje fyzikálnu kontinuitu medzi jedným nukleozómom a druhým v zložitejších chromatínových štruktúrach (napríklad chromatínové vlákno 30 nM).

Histónový kód bol jedným z prvých lepších epigenetických kontrolných prvkov molekulárne pochopený.

Nukleozómové funkcie

Nukleozómy umožňujú:

- Balenie DNA na umiestnenie obmedzeného jadrového priestoru.

- Určujú rozdelenie medzi chromatínom, ktorý je exprimovaný (euchromatín) a tichým chromatínom (heterochromatín).

- Zorganizujte všetok chromatín priestorovo aj funkčne v jadre.

- Predstavujú substrát kovalentných modifikácií, ktoré určujú expresiu a úroveň expresie génov, ktoré kódujú pre proteíny prostredníctvom So -založeného histónového kódu.

Zloženie

Vo svojom najzákladnejšom zmysle sú nukleozómy zložené z DNA a proteínov. DNA môže byť prakticky akákoľvek dvojitá DNA prítomná v jadre eukaryotickej bunky, zatiaľ čo všetky nukleozomálne proteíny patria do súboru proteínov nazývaných históny.

Môže vám slúžiť: diferenciácia buniek

Históny sú malé proteíny a s vysokou zaťažením základného aminokyselinového odpadu, ktorý umožňuje pôsobiť proti vysokému zápornému zaťaženiu DNA a stanoviť účinnú fyzikálnu interakciu medzi týmito dvoma molekulami bez toho, aby dosiahla tuhosť kovalentnej chemickej väzby.

Históny tvoria oktameter bubna s dvoma kópiami alebo monomérmi každého z histónov H2A, H2B, H3 a H4.

DNA poskytuje takmer dve úplné zákruty na stranách oktaméru a potom pokračuje frakciou linkerovej DNA, ktorá je spojená s histónom H1, aby sa vrátila k dvom úplným zákrutám v ďalšom okta Histona Octa.

Sada oktametra, pridružená DNA a jej zodpovedajúca linkerová DNA, je nukleozóm.

Časti nukleozómu

Zhutnenie chromatínu

Genomická DNA je tvorená extrémne dlhými molekulami (viac ako jeden meter v prípade ľudskej bytosti, berúc do úvahy všetky jeho chromozómy), ktoré musia byť kompatibilné a organizované v rámci extrémne malého jadra.

Prvý krok tohto zhutnenia sa vykonáva tvorbou nukleozómov. Iba s týmto krokom je DNA zhutnená asi 75 -krát.

To vedie k vystaveniu lineárneho vlákna, z ktorého sú vytvorené následné hladiny zhutňovania chromatínu: vlákno 30 nm, väzby a väzby na kravaty.

Keď je bunka rozdelená buď mitózou alebo meiózou, posledným zhutňovaním je mitotický alebo meiotický chromozóm samotný.

Histónový kód a genetická expresia

Skutočnosť, že oktamy histónov a DNA interagujú elektrostaticky, vysvetľujú jeho účinné spojenie bez straty plynulosti potrebnej na výrobu nukleozómov dynamickými prvkami zhutňovania a dekomaktácie chromatínu.

Môže vám slúžiť: bunková lýza

Existuje však ešte prekvapivejší interakčný prvok: konce n terminálov histónov sú vystavené mimo interiéru oktametra, kompaktnejšie a inertnejšie.

Tieto extrémy nielen fyzicky interagujú s DNA, ale tiež trpia sériou kovalentných modifikácií, od ktorých bude závisieť stupeň zhutňovania chromatínu a expresia pridruženej DNA.

Sada kovalentných modifikácií, pokiaľ ide o typ a číslo, je okrem iného známa ako histónový kód.

Tieto modifikácie zahŕňajú fosforyláciu, metyláciu, acetyláciu, ubikvitináciu a vysoko.

Každá zmena určí expresiu alebo nie pridruženú DNA, ako aj stupeň zhutňovania chromatínu, v spojení s inými zmenami v tej istej molekule alebo v odpade z iných histónov, najmä z H3 H3.

Spravidla sa napríklad stalo, že hypermetilované a hypacetlované históny určujú, že pridružená DNA nie je exprimovaná a že chromatín je prezentovaný v kompaktnejšom stave (heterochromatický a následne neaktívny).

Naopak, euchromatická DNA (menej kompaktná a geneticky aktívna) je spojená s chromatínom, ktorého históny sú hypercetilné a hypomethylizované.

Euchromatín a heterochromatín

Stav kovalentnej modifikácie histonasu môže určiť stupeň expresie a zhutnenie lokálneho chromatínu.

Na globálnych hladinách je zhutňovanie chromatínu rovnako regulované kovalentnými modifikáciami histónov v nukleozómoch.

Ukázalo sa napríklad, že konštitutívny heterochromatín (ktorý sa nikdy nevyjadruje a je husto zabalený) má tendenciu byť umiestnený pripevnený k jadrovému plechu, pričom jadrové póry ponechávajú voľné jadrové póry.

Môže vám slúžiť: vápnikové čerpadlo: funkcie, typy, štruktúra a prevádzka

Pokiaľ ide o konštitutívnu euchromatín (ktorá sa vždy exprimuje, ako je ten, ktorý obsahuje gény na udržiavanie buniek a je umiestnený v oblastiach LAX chromatínu), robí tak vo veľkých väzbách, ktoré vystavujú DNA, ktorá sa má transkribovať do transkripčných strojov.

Ostatné oblasti genomickej DNA oscilujú medzi týmito dvoma štátmi v závislosti od času vývoja organizmu, podmienok rastu, identity buniek atď.

Iné funkcie

Aby sa splnili svoj bunkový vývoj, expresný a udržiavací plán, genómy eukaryotických organizmov musia jemne regulovať, kedy a ako by sa mali prejavovať ich genetický potenciál.

Od informácií uložených v ich génoch sa nachádzajú v jadre v súkromných oblastiach, ktoré určujú ich transkripčný stav.

Preto môžeme povedať, že ďalším základným dokumentom nukleozómov je organizácia alebo architektúra jadra, v ktorej sa nachádzajú.

Táto architektúra je zdedená a fylogeneticky zachovaná vďaka existencii týchto modulárnych prvkov informačného obalu.

Odkazy

1. Brooker, r. J. Genetika: analýza a princípy. McGraw-Hill Vysokoškolské vzdelávanie.
2. Goodenough, u. W. Genetika. W. B. Saunders Co. Došlo.