Embalaža DNK

Shema embalaže DNK. Vir: Thomas Splattstoesser (www.Scistyle.com), cc do 4.0, Wikimedia Commons

Kaj je embalaža DNK?

On Embalaža DNK To je izraz, ki določa nadzorovano zbijanje DNK znotraj celične. DNK je izjemno dolga molekula, ki poleg tega vedno deluje z ogromno različnih beljakovin (nukleoproteini). Z njimi nastane kromatin, ki je snov, ki sestavlja kromosome.

Za obdelavo, dedovanje in nadzor izražanja genov, ki jih DNK sprejme določeno prostorsko organizacijo. Celica jo doseže strogo nadzorovanje embalaže DNK na različnih ravneh zbijanja.

Virusi imajo različne strategije embalaže svojih nukleinskih kislin. Eden izmed najljubših je tvorba kompaktnih spiralov. Lahko bi rekli, da so virusi nukleinske kisline, pakirane v beljakovine, ki jih pokrivajo, ščitijo in mobilizirajo.

V prokariotih je DNK povezana z beljakovinami, ki določajo tvorbo kompleksnih vezi v strukturi, imenovani nukleoid. Najvišja stopnja stiskanja DNK v evkariontski celici je na drugi strani mitotski ali meiotski kromosom.

Struktura DNK

DNK je sestavljen iz dveh antipaallalnih pasov (tečeta v nasprotni smeri), ki tvorijo dvojni propeler. Vsak od njih predstavlja okostje fosfodiésterskih vezi, na katerih se pridružijo sladkorji, povezani z dušikovimi bazami.

Znotraj molekule dušikove baze pasu tvorijo vodikove mostove (dva ali tri) z dopolnilnim pasom.

V takšni molekuli najpomembnejši koti povezave kažejo brezplačno vrtenje. Osnovne vezi z dušikom-sugarjem, fosfat in fosfodijsko vez so prilagodljive.

To omogoča DNK, ki ga vidimo kot prilagodljivo palico, kaže nekaj zmogljivosti za upogibanje in valjanje. Ta prilagodljivost vam omogoča, da sprejmete zapletene lokalne strukture in oblikujete kratke, srednje in na dolge razdalje povezave.

Vam lahko služi: kakšna je kromosomska teorija dedovanja? (Sutton in Morgan)

Ta prilagodljivost tudi pojasnjuje, kako je mogoče vzdrževati 2 metra DNK v vsaki diploidni celici človeka. V gameti (haploidna celica) bi bil meter DNK.

Bakterijska nukleitna

Čeprav ne gre za neomajno pravilo, bakterijski kromosom obstaja kot en sam dvojni pasu nad molekulo DNK.

Dvojni propeler je bolj o sebi (več kot 10 bp po vrnitvi) in tako ustvari določeno kompaktnost. Lokalni vozli se ustvarijo tudi zaradi manipulacij, ki so encimatično nadzorovani.

Poleg tega obstajajo sekvence DNK, ki omogočajo, da se domena tvorijo v velikih vezmih. Struktura, ki je posledica Super -Collapsa in Vezi, ki so urejeni.

Te doživljajo dinamične spremembe zahvaljujoč nekaterim beljakovinam, ki zagotavljajo nekaj strukturne stabilnosti stisnjenemu kromosomu. Stopnja stiskanja v bakterijah in lokih je tako učinkovita, da je lahko več kot en nukleidni kromosom.

Kompaktna nukleitna DNA prokariote vsaj približno 1.000 krat. Nukleidna topološka struktura je temeljni del regulacije genov, ki jih ima kromosom. Torej struktura in funkcija predstavljata isto enoto.

Stopnje evkariontskega kromosoma

DNK v evkariontskem jedru ni gola. Interakcijo z mnogimi beljakovinami, od katerih so najpomembnejši histoni. Histone so pozitivno naložene majhne beljakovine, ki se na DNK vežejo na določen način.

V jedru opažamo kompleksni DNK: histoni, ki jim pravimo kromatin. Visoko kondenzirani kromatin, ki na splošno ni izražen, je heterokromatin. Nasprotno, najmanj stisnjeni (bolj odprti) ali evkromatin je kromatin z geni, ki so izraženi.

Vam lahko služi: čista črta

Kromatin ima več stopenj stiskanja. Najbolj osnovno je nukleosom. Sledijo jim magnetne vlaknine in vmesniške kromatinske vezi. Šele ko je kromosom razdeljen, je prikazana najvišja raven stiskanja.

Nukleosom

Nukleosom je osnovna enotnost organizacije kromatina. Vsako nukleozom tvori okta histonov, ki tvorijo nekakšen boben.

Oktamer tvorita dve kopiji vsakega od histonov H2A, H2B, H3 in H4. Okoli njih DNK daje skoraj 1.7 zavojev. Sledi prosta frakcija DNK, imenovana Linker, 20 bp, povezana s histonom H1, in nato še eno nukleozom. Količina DNK v enem nukleosomu in tisti, ki se mu pridruži, je približno 166 baznih parov.

Ta korak pakiranja kompaktne DNK Molekula približno 7 -krat. To pomeni, da prehajamo en meter na nekaj več kot 14 cm DNK.

Ta embalaža je možna, ker pozitivni histoni prekličejo negativno obremenitev DNK in posledično elektrostatično samorepulzijo. Drugi razlog je, da je DNK mogoče zložiti tako, da lahko obkroži histonski oktamer.

30 nm vlakna

Računalniške vlaknine v ogrlici, ki tvorijo številne zaporedne nukleozome, se dodatno vpiše v bolj stisnjeno strukturo.

Čeprav nismo prepričani, kakšna struktura v resnici sprejme, vemo, da doseže debelino približno 30 nm. To je tako imenovana 30 nm vlakna, za njegovo oblikovanje in stabilnost pa je histon H1 temeljni.

30 nm vlakna je osnovna strukturna enota heterokromatina. Ohlapne nukleozome, eukromatin.

Vezi in zavrti

30 nm vlakna pa ni popolnoma linearna. Nasprotno, tvori vezi dolge približno 300 nm, na vijugast način, na malo znani beljakovinski matrici.

Vam lahko služi: forenzična genetika: zgodovina, objekt študija, metodologija

Te vezi na beljakovinski matrici tvorijo bolj kompaktno kromatinsko vlakno s premerom 250 nm. Končno se poravnajo kot preprost 700 nm debeli propeler, kar je povzročilo enega od sestrskih kromatid mitotskega kromosoma.

Na koncu DNK v jedrskem kromatinu kompaktno približno 10.000 krat na celičnem kromosomu v delitvi. V vmesnem jedru je tudi njegovo stiskanje, saj je približno 1.000 krat v primerjavi z "linearno" DNK.

Mejotsko zbiranje DNK

V svetu razvojne biologije pravijo, da je gameteogeneza ponastavitev epigenoma. To pomeni, da izbriše blagovne znamke DNK, da je življenje tistih, ki so dali pridelano ali doživetje.

Te blagovne znamke vključujejo metilacijo DNK in kovalentne modifikacije histonov (histonska koda). Vendar se ne ponastavi vsega epigenoma. Kar ostane pri blagovnih znamkah, bo odgovorno za očetovski ali materinski genetski odtis.

Implicitna ponastavitev na gametoogenezo jo je lažje videti v spermi. V semencih ni pakirana s histoni. Zato informacije, povezane z njegovimi spremembami v telesu proizvodnje, na splošno niso podedovane.

V spermi je DNK zapakiran zaradi interakcije z sindikalnimi beljakovinami, ki niso značilni za DNK, imenovani protamini. Ti beljakovini tvorijo disulfidne mostove med seboj in tako prispevajo k oblikovanju preplavljenih plasti, ki se ne odpirajo elektrostatično.

Reference

1. DNK embalaža: nukleozomi in kromatin. Pridobljeno iz narave.com.