Struktura in funkcije heterokromatina

The heterokromatin To je del kromatina (DNK in histonskih beljakovin), gosto pakiran iz evkariontskih kromosomov. Običajno je povezan s "tihi" regijami genoma, torej s tistimi, ki so transkripcijsko neaktivni.

Heitz je bil leta 1928 prvi, ki je med vmesnikom razlikoval dve različni vrsti kromatina v evkariontskih kromosomih, ki opisujejo evkromatin in heterokromatin na podlagi njegovega diferencialnega zbijanja.

Organizacija kromatina v jedru (vir: sha, k. in Boyer, L. Do. Kromatinski podpis pluripotentnih celic (31. maja 2009), Stembook, ED. Skupnost za raziskave matičnih celic, STEMBOOK, DOI/10.3824/STEMBOOK.1.Štiri. Pet.1, http: // www.STEMBOOK.org. [CC do 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/3.0)] prek Wikimedia Commons)

Če evkariontske kromosome barvamo skozi različne tehnike, specifične za DNK, mikroskopska opazovanja razkrijejo, da obstajajo regije teh struktur, ki se barvajo bolj intenzivno kot druge kot druge. Te regije ustrezajo hiperkompaktnim regijam hektokromatina.

Heterokromatizacija DNK, to je njegova embalaža, se lahko pojavi v celici kot odgovor na različne dejavnike in je lahko neobvezna ali konstitutivna.

Konstitutivni heterokromatin je stalna lastnost, ki je na splošno podedovana, medtem ko lahko neobvezni heterokromatin v določenem času ali ne bo kromosom. Najboljši primer konstitutivnega heterokromatina je ena od dveh X kromosomov pri ženskah.

V evkariotih, heterokromatin "shrani" in "kompaktne" do velikih genomov, ki jih označujejo, zlasti tistih regij, ki so sestavljene iz ponavljajočih se zaporedja, ostankov frakcij retro invadirajočih transpozonov, transpononabilnih elementov, med drugim.

[TOC]

Struktura

Heterokromatin nima strukture, ki se zelo razlikuje od kromatina, ki je manj gosto pakiran, evkromatin.

Razumevanje tega je pomembno, da se spomnimo, da so evkariontski kromosomi sestavljeni iz molekule DNK, ki je povezana z beljakovinami, imenovanimi histoni. Osem histonov tvori oktamerno jedro, ki je znano kot "nukleosom", okoli katerega je DNK valjana.

Vam lahko služi: polimorfonuklearne levkocite

Povezava DNK s histonskimi beljakovinami se pojavi zahvaljujoč elektrostatičnim interakcijam med pozitivnimi obremenitvami osnovnih odpadkov teh beljakovin in negativnimi obremenitvami fosfatnih skupin strukture pramena DNK.

El Nucleosoma (vir: Nucleosome_structure.PNG: Richard Wheeler (Zephyris) Derivatno delo (Nucleosome-2.Png): rekymanto [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)] prek Wikimedia Commons)

- Histonas Octmer

Vsak histonski oktamer je sestavljen iz testerja histonov H3 in H4 ter po dveh dneh histonov H2A in H2B; Okoli vsakega jedra histona je nameščenih več ali manj 146 osnovnih parov DN.

Nukleosomi se med seboj približajo, zahvaljujoč sodelovanju drugega histona, znanega kot Histona de Unión ali Puente (Povezovalec, V angleščini), ki je histon H1.

Kromatin je nato sestavljen iz zaporednih nukleozomov, ki so stisnjeni, da tvorijo vlaknasto strukturo večje debeline, vendar manjše dolžine.

Za vsak histonski protein je značilna prisotnost "repa" aminokislin, ki lahko podvržejo kovalentnim encimskim spremembam. Dokazano je, da te modifikacije vplivajo.

Zlasti je za heterokromatin značilno hipocetotilacija histonov v vseh evkariotih in metilacija histona H3 v ostanku Lysina 9, le za "nadrejene" evkariote.

Encimi, ki so odgovorni za izvedbo teh sprememb, so znani, kot je histona.

Poleg sprememb v histonih lahko DNK metiliramo tudi metilirano, kar vpliva.

Vam lahko služi: bazalni sloj: značilnosti in funkcije

Kje je heterokromatin?

Heterokromatin, kot je razvidno na začetku, je lahko konstitutiven ali neobvezen.

Konstitutivni heterokromatin je še posebej obilen v genomskih regijah, ki imajo visoko gostoto ponavljajočih se sekvenc (kot so na primer satelitski elementi), kjer obstajajo obilni prometni transponacijski elementi, v centromernih regijah in v telomerih.

Govori se, da je konstitutiven, ker te regije genoma ostanejo kondenzirane ali kompaktne med delitvijo celic. V celici, ki ni razdeljena, je večina DNK evkromatska in obstajajo le nekatera dobro opredeljena območja konstitutivnega heterokromatina.

Izbirni heterokromatin je tisti, ki ga najdemo v lokusih, ki so regulirani v različnih stopnjah razvoja; Za tisto, kar v resnici predstavlja, so se regije "začasno kondenzirale", ki se lahko spremenijo v skladu s celičnimi signali in genetsko aktivnostjo.

Funkcije

Ker je heterokromatin pomemben del telomernih in centromernih regij, izvaja transcendentalne funkcije z vidika celične delitve in zaščite kromosomskih skrajnosti.

Centromeri aktivno delujejo med delitvijo celic, kar omogoča premik podvojenih kromosomov do obeh polov celice, ki je razdeljena, preostali geni pa ostanejo neaktivni in kompaktni.

Zbijanje specifičnih regij evkariontskih kromosomov je sinonim za genetsko utišanje, saj dejstvo, da je heterokromatin gosto pakiran, pomeni nedostopnost transkripcijskih strojev na osnovne genske zaporedja.

Glede na rekombinacijo heterokromatin zatira ta proces in ščiti celovitost genoma s prepovedjo "nelegitimne" rekombinacije med ponavljajočimi se zaporedji DNK, razpršenih v genomu. To je še posebej pomembno za nadzor nad "parazitskimi" transpononacijskimi elementi, ki jih utiša heterokromatizacija.

Vam lahko služi:

Strukturne funkcije

Do pred nekaj leti se je mislilo, da je heterokromatska DNK nekakšna "smeti DNK", saj znanstveniki niso našli posebne funkcije za sekvence, vključene v te regije; Spomnimo se, da na primer več kot 80% genomske DNK človeka ne kodira za celične beljakovine ali za molekule RNA z regulativnimi funkcijami.

Vendar je trenutno znano, da je oblikovanje izbirne heterokromatske DNK izjemnega pomena za regulacijo številnih procesov med razvojem in rastjo živih bitij in da imajo regije konstitutivnega heterokromatina temeljno vlogo od točke strukturne točke strukturne točke Pogled.

Številni avtorji predlagajo, da ima lahko heterokromatin strukturne funkcije v evkariontskih kromosomih. Ta izjava temelji na dejstvu, da heterokromatske regije danega kromosoma ločijo od nje, ki imajo različne vzorce genetske "aktivnosti".

Z drugimi besedami, heterokromatske regije služijo kot "distančnik" med različnimi transkriptno aktivnimi regijami, kar ima lahko velik pomen z vidika transkripcije genov, ki se nahajajo.

Reference

1. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). Uvod v genetsko analizo. Macmillan.
2. Rjava, s. W. (1966). Heterokromatin. Science, 151 (3709), 417–425.
3. Elgin, s. C., & Grewal, s. Yo. (2003). Heterokromatin: tišina je zlata. Trenutna biologija, 13 (23), R895-R898.
4. Grewal, s. Yo., & Jia, s. (2007). Revizija heterokromatina. Nature Reviews Genetics, 8 (1), 35.
5. Grewal, s. Yo., & Moazed, D. (2003). Heterokromatin in epigenetski nadzor genske ekspresije. Science, 301 (5634), 798-802.
6. Hennig, w. (1999). Heterokromatin. Kromosoma, 108 (1), 1-9.