Kromatin er stoffet som brukes til å lage kromosomer. I litt mer detalj består kromatin av DNA, RNA og forskjellige proteinmolekyler. Dette ligger i kjernen til hver celle som utgjør mennesket. Dette stoffet representerer omtrent to meter DNA-molekyl, i hyperkompakt form. På sin side har kjernen til en celle en omtrentlig lengde på 5 til 7 mikrometer.
Hva er kromatin
Innholdsfortegnelse
Når det gjelder kromatinbiologidefinisjon, refererer det til måten DNA presenteres i cellekjernen. Det er det grunnleggende stoffet i eukaryote kromosomer, og tilhører foreningen av DNA, RNA og proteiner som finnes i interfase-kjernen til eukaryote celler, og som utgjør genomet til disse cellene, hvis funksjon er å forme kromosomet slik at det er integreres i cellekjernen. Proteiner er av to typer: histoner og ikke-histonproteiner.
Kromatinhistorie
Dette stoffet ble oppdaget i 1880 takket være Walther Flemming, en forsker som ga det navnet på grunn av sin forkjærlighet for fargestoffer. Flemmings historier ble imidlertid oppdaget fire år senere, av forsker Albrecht Kossel. Med hensyn til de fremskritt som er gjort i bestemmelsen av kromatinstruktur, var de svært knappe, det var ikke før 1970, da de første observasjonene av kromatin fibre kan gjøres takket være den allerede etablerte elektronmikroskopi, hvilken som avslørte eksistensen av nukleosomet, hvor sistnevnte var baseenheten til kromatin, hvis struktur ble mer eksplisitt detaljert ved hjelp av røntgenkrystallografi i 1997.
Kromatintyper
Det er klassifisert i to typer: eukromatin og heterochromatin. De grunnleggende enhetene som utgjør kromatin er nukleosomer, som består av omtrent 146 basepar i lengde, som igjen er assosiert med et spesifikt kompleks av åtte nukleosomale histoner. Typene er beskrevet nedenfor:
Heterokromatin
- Det er det mest kompakte uttrykket for dette stoffet, det endrer ikke komprimeringsnivået gjennom cellesyklusen.
- Den består av svært repeterende og inaktive DNA-sekvenser som ikke replikerer og danner kromosomets sentromer.
- Dens funksjon er å beskytte kromosomal integritet på grunn av dens tette og regelmessige pakking med gener.
Det kan identifiseres med et lysmikroskop med en mørk farge på grunn av dens tetthet. Heterochromatin er delt inn i to grupper:
Konstituerende
Det ser ut til å være høyt kondensert av repeterende sekvenser i alle celletyper og kan ikke transkriberes, da det ikke inneholder genetisk informasjon. De er sentromerer og telomerer av alle kromosomer som ikke uttrykker DNA.
Valgfri
Det er forskjellig i forskjellige celletyper, det kondenserer bare i visse celler eller spesifikke perioder med celleutvikling, for eksempel Barr corpuscle, som dannes fordi det valgfrie heterokromatinet har aktive regioner som kan transkriberes under visse omstendigheter og egenskaper. Det inkluderer også satellitt-DNA.
Euchromatin
- Euchromatin er den delen som forblir i en mindre kondensert tilstand enn heterochromatin og distribueres i hele kjernen under cellesyklusen.
- Det representerer den aktive formen for kromatin der genetisk materiale transkriberes. Den mindre kondenserte tilstanden og dens evne til å endre seg dynamisk gjør transkripsjon mulig.
- Ikke alt transkriberes, men resten blir vanligvis konvertert til heterokromatin for å komprimere og beskytte genetisk informasjon.
- Dens struktur ligner på et perlekjede, hvor hver perle representerer et nukleosom som består av åtte proteiner kalt histoner, rundt dem er det par av DNA.
- I motsetning til heterokromatin er komprimering i eukromatin lav nok til å gi tilgang til genetisk materiale.
- I laboratorietester kan dette identifiseres med et optisk mikroskop, siden strukturen er mer separert og den er impregnert med en lys farge.
- I prokaryote celler er det den eneste formen for kromatin som er tilstede. Dette kan skyldes at strukturen til heterokromatin utviklet seg år senere.
Kromatinerolle og betydning
Dens funksjon er å gi den genetiske informasjonen som er nødvendig for celleorganeller for å utføre proteinsyntese og transkripsjon. De overfører og bevarer også den genetiske informasjonen som finnes i DNA, og dupliserer DNA i cellereproduksjon.
I tillegg er dette stoffet også til stede i dyreverdenen. For eksempel, i dyrecellekromatin, dannes kjønnskromatin som en kondensert masse av kromatin i grensesnittkjernen, som representerer et inaktiverte X-kromosom som overstiger nummer én i kjernen til pattedyr. Dette er også kjent som Barr's corpuscle.
Dette spiller en grunnleggende regulatorisk rolle i genuttrykk. De forskjellige komprimeringstilstandene kan assosieres (men ikke entydig) med transkripsjonsgraden som generene i disse områdene viser. Kromatin er sterkt undertrykkende for transkripsjon, siden tilknytningen av DNA med forskjellige proteiner kompliserer behandlingen av forskjellige RNA-polymeraser. Derfor er det en rekke kromatin-ombyggings- og histonmodifikasjonsmaskiner.
For tiden er det det som er kjent som en " histonkode ". De forskjellige histonene kan gjennomgå endringer etter translasjon, slik som metylering, acetylering, fosforylering, vanligvis administrert ved lysin- eller argininrester. Acetylering er assosiert med aktivering av transkripsjon, siden når et lysin blir acetylert, reduseres den totale positive ladningen av histon, og har dermed en lavere affinitet for DNA (som er negativt ladet).
Følgelig er DNA mindre bundet, og gir dermed tilgang med transkripsjonsmaskineriet. I kontrast er metylering assosiert med transkripsjonell undertrykkelse og sterkere DNA-histonbinding (selv om dette ikke alltid er sant). For eksempel i gjær S. pombe er metylering ved lysinrest 9 av histon 3 tilknyttet undertrykkelse av transkripsjon i heterokromatin, mens metylering ved lysinrest 4 fremmer genuttrykk.
Enzymer som utfører funksjonene til histonmodifikasjoner er histonacetylaser og deacetylaser, og histonmetylaser og demetylaser, som danner forskjellige familier hvis medlemmer er ansvarlige for å modifisere en bestemt rest i den lange halen av histoner.
I tillegg til histon-modifikasjoner er det også kromatin-ombyggingsmaskiner, som SAGA, som har ansvaret for å omplassere nukleosomer, enten ved å forskyve dem, rotere dem eller til og med delvis avvæpne dem, fjerne noen av nukleosom-bestanddelene og deretter returnere dem. Generelt er kromatinomdannelsesmaskiner essensielle for transkripsjonsprosessen i eukaryoter, da de gir tilgang og prosessivitet av polymeraser.
En annen måte å markere kromatin som "inaktiv" kan forekomme på nivået av DNA-metylering, i cytosinene som tilhører CpG-dinukleotidene. Generelt er DNA og kromatinmetylering synergistiske prosesser, for eksempel når DNA er metylert, er det histonmetyleringsenzymer som kan gjenkjenne metylerte cytosiner og metylerte histoner. Tilsvarende kan enzymer som metylerer DNA gjenkjenne metylerte histoner og fortsetter derfor metylering på DNA-nivå.
Vanlige spørsmål om kromatin
Hva kjennetegner kromatin?
Det er preget av å inneholde nesten dobbelt så mange proteiner som genetisk materiale. De viktigste proteinene i dette komplekset er histoner, som er små positivt ladede proteiner som binder seg til DNA gjennom elektrostatiske interaksjoner. Kromatin har også over tusen forskjellige histonproteiner. Den fundamentale enheten til kromatin er nukleosomet, som består av foreningen av histoner og DNA.Hvordan består kromatin av?
Den består av en kombinasjon av proteiner som kalles histoner, som er basiske proteiner dannet av arginin og lysin, med DNA og RNA, der funksjonen er å forme kromosomet slik at det integreres i cellekjernen.Hva er strukturen til kromatin?
Ultrastrukturen til kromatin er basert på: histoner, som danner nukleosomer (åtte histonproteiner + en 200 basepar DNA-fiber). Hvert nukleosom assosieres med en annen type histon, H1 og kondensert kromatin.Hva er forskjellen mellom kromatin og kromosom?
Når det gjelder kromatin, er det det grunnleggende stoffet i cellekjernen, og dens kjemiske sammensetning er ganske enkelt DNA-tråder i forskjellige grader av kondens.På den annen side er kromosomer strukturer i cellen som inneholder genetisk informasjon, og hvert kromosom består av et DNA-molekyl, assosiert med RNA og proteiner.
