Nukleosom

Nukleosom je temeljna enota organizacije DNK v evkariontskih celicah

Kaj je nukleosom?

On Nukleosom To je osnovna enota za embalažo DNK v evkariontskih organizmih. Zato predstavlja najmanjši element stiskanja kromatina.

Nukleozom je zgrajen kot beljakovinski oktamer, imenovan histoni, ali struktura v obliki bobna, na kateri se razvalja približno 140 nt DNK, kar daje skoraj dva popolna kroga, kot je razvidno iz slike.

Šteje se, da so nekateri dodatni DNK NT del nukleozoma in je DNK frakcija, ki omogoča fizično kontinuiteto med enim nukleozomom in drugo v bolj zapletenih kromatinskih strukturah (kot je kromatinska vlakna 30 nm).

Koda histona je bila eden prvih boljših epigenetskih kontrolnih elementov, ki so jih molekularno razumljeni.

Nukleozomske funkcije

Nukleosomi omogočajo:

- Embalaža DNK za namestitev omejenega jedrnega prostora.

- Določijo particijo med izraženim kromatinom (eukromatin) in tihim kromatinom (heterokromatin).

- Organizirajte vse kromatin tako prostorsko kot funkcionalno v jedru.

- Predstavljajo substrat kovalentnih modifikacij, ki določajo ekspresijo in raven izražanja, genov, ki jih kodirajo za beljakovine, skozi tako usmerjeno histonsko kodo.

Sestava in struktura

V svojem najosnovnejšem smislu so nukleozomi sestavljeni iz DNK in beljakovin. DNK je lahko praktično kateri koli dvojno pasovni DNK, ki je prisotna v jedru evkariontske celice, medtem ko vsi nukleosomski proteini spadajo v nabor beljakovin, imenovanega histoni.

Vam lahko služi: diferenciacija celic

Histoni so majhni beljakovini in z veliko obremenitvijo osnovnih aminokislinskih odpadkov, ki omogočajo preprečevanje visoke negativne obremenitve DNK in vzpostavijo učinkovito fizično interakcijo med obema molekulama, ne da bi dosegli togost kovalentne kemične vezi.

Histoni tvorijo oktameter bobna na poti z dvema kopijama ali monomerima vsakega od histonov H2A, H2B, H3 in H4.

DNK daje skoraj dva popolna zavoja na straneh oktamerja, nato pa nadaljuje z deležem veznega DNK, ki je povezan s histonom H1, da se vrne v dva popolna zavoja v drugem histona okta.

Nabor oktametrov, povezana DNK in ustrezna DNK povezovalnega.

Deli nukleozoma

Zbijanje kromatina

Genomska DNK sestavljajo izjemno dolge molekule (več kot en meter v primeru človeka, če upoštevamo vse njegove kromosome), ki morajo biti v izjemno majhnem jedru kosacije in organizirane.

Prvi korak tega stiska se izvede s tvorbo nukleosomov. Samo s tem korakom se DNK stisne približno 75 -krat.

To povzroča linearno vlakno, iz katere so zgrajene naslednje ravni kromatina: 30 nm vlakna, vezi in vezi vezi.

Ko je celica razdeljena, bodisi z mitozo bodisi z mejozo, je zadnji razred stiskanja sam mitotični ali mejot kromosom.

Koda histona in genetska ekspresija

Dejstvo, da histonski oktamerji in DNK elektrostatično medsebojno razlagajo njegovo učinkovito povezanost, ne da bi izgubili fluidnost, ki je potrebna za nukleosome dinamične elemente zbijanja in dekomatska kromatina.

Vam lahko služi: liza celic

Vendar obstaja še bolj presenetljiv element interakcije: konci n terminali histonov so izpostavljeni zunaj notranjosti oktametra, bolj kompaktni in inertni.

Te skrajnosti ne samo fizično delujejo z DNK, ampak tudi trpijo vrsto kovalentnih sprememb, od katerih bo odvisna stopnja stiskanja kromatina in izražanja povezane DNK.

Nabor kovalentnih sprememb glede na vrsto in število med drugim je skupaj znan kot histonska koda.

Te spremembe vključujejo fosforilacijo, metilacijo, acetilacijo, vseprisotno in visoko.

Vsaka sprememba bo določila ekspresijo ali ne povezane DNK, pa tudi stopnjo stiskanja kromatina v povezavi z drugimi spremembami znotraj iste molekule ali v odpadkih iz drugih histonov, zlasti H3 H3.

Na primer splošno pravilo je bilo razvidno, da hipermetilirani in hipacetrirani histoni določajo, da povezana DNK ni izražena in da je kromatin predstavljen v bolj kompaktnem stanju (heterokromatski in posledično neaktiven).

Nasprotno, evkromatska DNK (manj kompaktna in gensko aktivna) je povezana s kromatinom, katerega histoni so hipercetilirani in hipometilizirani.

Eukromatin in heterokromatin

Status kovalentne modifikacije Histonas lahko določi stopnjo ekspresije in zbiranje lokalnega kromatina.

Na globalnih ravneh je kromatinska zbijanja enako regulirana s kovalentnimi spremembami histonov v nukleosomih.

Dokazano je na primer, da je konstitutivni heterokromatin (ki se nikoli ni izrazil in je gosto pakiran) nahaja se pritrjen na jedrski list, pri čemer je jedrna pore brez.

Vam lahko služi: kalcijeva črpalka: funkcije, vrste, struktura in delovanje

Svoje strani, konstitutivni evkromatin (ki je vedno izražen, kot je tisti, ki vključuje gene za vzdrževanje celic in se nahaja v območjih laksa kromatina), to počne v velikih vezi.

Druge regije genomske DNK nihajo med tema dvema državama, odvisno od časa razvoja organizma, rastnih pogojev, identitete celic itd.

Druge funkcije

Da bi izpolnili svoj celični razvoj, izražanje in vzdrževanje, morajo genomi evkariontskih organizmov fino uravnavati, kdaj in kako naj se manifestirajo njihovi genetski potenciali.

Začenši iz informacij, shranjenih v njihovih genih, se nahajajo v jedru v zasebnih regijah, ki določajo njihov transkripcijski status.

Zato lahko rečemo, da je še en od temeljnih prispevkov nukleosomov organizacija ali arhitektura jedra, ki jih ima.

Ta arhitektura je podedovana in filogenetsko ohranjena zaradi obstoja teh modularnih elementov informativne embalaže.

Reference

1. Brooker, r. J. Genetika: analiza in načela. MCGRAW-HILL visoko šolstvo.
2. Goodenough, u. W. Genetika. W. B. Saunders co. Ltd.