Nukleosom

Nukleosom är den grundläggande enheten för organisationen av DNA i eukaryota celler

Vad är nukleosom?

han Nukleosom Det är den grundläggande DNA -förpackningsenheten i eukaryota organismer. Därför utgör det det minsta kromatinkompressionselementet.

Nukleosomen är byggd som en proteinoktamer som kallas histoner, eller trumformad struktur på vilken cirka 140 nt DNA rullas, vilket ger nästan två kompletta varv, vilket kan ses i bilden.

Det anses att vissa ytterligare DNA: er är en del av nukleosomen och är DNA -fraktionen som möjliggör fysisk kontinuitet mellan en nukleosom och en annan i mer komplexa kromatinstrukturer (såsom kromatinfiber av 30 nM).

Histonkoden var en av de första bättre epigenetiska kontrollelementen molekylärt förstått.

Nukleosomfunktioner

Nukleosomer tillåter:

- DNA -förpackning för att rymma det begränsade kärnutrymmet.

- De bestämmer partitionen mellan kromatinet som uttrycks (euchromatin) och det tysta kromatinet (heterokromatin).

- Organisera all kromatin både rumsligt och funktionellt i kärnan.

- De representerar underlaget för de kovalenta modifieringarna som bestämmer uttrycket och expressionsnivån för de gener de kodar för proteiner genom den så kallade histonkoden.

Sammansättning och struktur

I sin mest grundläggande mening består nukleosomer av DNA och proteiner. DNA kan vara praktiskt taget alla dubbla band -DNA som finns i kärnan i den eukaryota cellen, medan alla nukleosomala proteiner tillhör uppsättningen proteiner som kallas histoner.

Kan tjäna dig: celldifferentiering

Histonerna är små proteiner och med en hög belastning av grundläggande aminosyravfall, vilket gör det möjligt att motverka den höga negativa belastningen av DNA och etablera en effektiv fysisk interaktion mellan de två molekylerna utan att nå styvheten hos den kovalenta kemiska bindningen.

Histonerna bildar en trumman -oktameter med två kopior eller monomerer i var och en av H2A-, H2B-, H3- och H4 -histonerna.

DNA ger nästan två fullständiga svängar på sidorna av oktameren och fortsätter sedan med en bråkdel av linker -DNA som är associerad med histonen H1, för att återgå till två fullständiga svängar i en annan Histona Octa.

Oktameteruppsättningen, tillhörande DNA, och dess motsvarande linker -DNA, är en nukleosom.

Delar av en nukleosom

Kromatinkomprimering

Genomiskt DNA består av extremt långa molekyler (mer än en meter i fallet med människan, med tanke på alla dess kromosomer), som måste kompenseras och organiseras inom en extremt liten kärna.

Det första steget i denna komprimering utförs genom bildandet av nukleosom. Endast med detta steg är DNA komprimerat cirka 75 gånger.

Detta ger upphov till en linjär fiber från vilken de efterföljande nivåerna av kromatinkomprimering byggs: 30 nm fiber, banden och bandets band.

När en cell är uppdelad, antingen genom mitos eller av meios, är den sista klassen av komprimering den mitotiska eller meiotiska kromosomen själv, respektive.

Histonkoden och genetiskt uttryck

Det faktum att histonoktorer och DNA interagerar elektrostatiskt förklarar dess effektiva associering utan att förlora den flytande som krävs för att göra nukleosomer dynamiska element i komprimering och dekomprimering av kromatin.

Kan tjäna dig: celllys

Men det finns ett ännu mer överraskande interaktionselement: Histonens ändar n terminaler utsätts utanför oktameterns inre, mer kompakta och inert.

Dessa ytterligheter interagerar inte bara fysiskt med DNA, utan lider också en serie kovalenta modifieringar som graden av komprimering av kromatin och uttryck av det tillhörande DNA kommer att bero.

Uppsättningen av kovalenta modifieringar, i termer av typ och nummer, bland annat är kollektivt känt som histonkoden.

Dessa modifieringar inkluderar fosforylering, metylering, acetylering, ubiquitination och mycket.

Varje förändring kommer att bestämma uttrycket eller inte av det tillhörande DNA, liksom graden av komprimering av kromatin, i samband med andra förändringar inom samma molekyl eller i avfall från andra histoner, särskilt av H3 H3.

Som en allmän regel har det till exempel sett att hypermetilerade och hypacetlaterade histoner bestämmer att tillhörande DNA inte uttrycks och att kromatin presenteras i ett mer kompakt tillstånd (heterokromatisk och följaktligen inaktivt).

Tvärtom, euchromatiskt DNA (mindre kompakt och genetiskt aktivt) är associerad med kromatin vars histoner är hypercetilerade och hypometyliserade.

Euchromatin och heterokromatin

Histonas kovalent modifieringsstatus kan bestämma expressionens grad och komprimering av lokalt kromatin.

På globala nivåer regleras kromatinkomprimering lika av de kovalenta modifieringarna av histoner i nukleosomer.

Det har till exempel visats att konstitutiv heterokromatin (som aldrig uttrycks och är tätt förpackad) tenderar att vara belägna fäst vid kärnarken, vilket lämnar kärnkraftsporer fritt.

Kan tjäna dig: kalciumpump: funktioner, typer, struktur och drift

För sin del gör konstitutivt euchromatin (som alltid uttrycks, till exempel den som inkluderar cellunderhållsgener och är beläget i LAX -kromatinregioner), det i stora band som avslöjar DNA som ska transkriberas till transkriptionsmaskineriet.

Andra regioner av genomiskt DNA oscillat mellan dessa två tillstånd, beroende på utvecklingstiden för organismen, tillväxtförhållanden, cellidentitet etc.

Andra funktioner

För att uppfylla deras cellulära utveckling, uttryck och underhållsplan måste genomerna av eukaryota organismer fint reglera när och hur deras genetiska potentialer ska manifestera.

Från den information som lagras i deras gener finns dessa i kärnan i privata regioner som bestämmer deras transkriptionsstatus.

Därför kan vi säga att en annan av de grundläggande artiklarna i nukleosom är organisation eller arkitektur i kärnan som innehåller dem.

Denna arkitektur ärftas och fylogenetiskt bevarad tack vare förekomsten av dessa modulära element i informationsförpackningar.

Referenser

1. Brooker, r. J. Genetik: Analys och principer. McGraw-Hill högre utbildning.
2. Goodenough, u. W. Genetik. W. B. Saunders Co. Ltd.