Nukleosom

Nukleosom ist die grundlegende Einheit der Organisation von DNA in eukaryotischen Zellen

Was ist Nukleosom?

Er Nukleosom Es ist die grundlegende DNA -Verpackungseinheit in eukaryotischen Organismen. Daher ist es das kleinste Chromatin -Kompressionselement.

Das Nucleosom wird als Protein -Octamer namens Histone oder trommelgeschwungte Struktur gebaut.

Es wird angenommen, dass einige zusätzliche DNA -NTs Teil des Nukleosoms sind und die DNA -Fraktion ist, die die physikalische Kontinuität zwischen einem Nukleosom und einem anderen in komplexeren Chromatinstrukturen (wie Chromatinfaser von 30 nm) ermöglicht, ermöglicht es.

Der Histoncode war eines der ersten bessere epigenetische Kontrollelemente, die molekular verstanden wurden.

Nukleosomenfunktionen

Nukleosomen erlauben:

- DNA -Verpackung, um den begrenzten Kernraum aufzunehmen.

- Sie bestimmen die Partition zwischen dem exprimierenden Chromatin (Euchromatin) und dem stillen Chromatin (Heterochromatin).

- Organisieren Sie alle Chromatin sowohl räumlich als auch funktionell im Kern.

- Sie repräsentieren das Substrat der kovalenten Modifikationen, die die Expression und das Ausmaß der Expression bestimmen, der Gene, die sie für Proteine ​​durch den sogenannten Histoncode codieren.

Zusammensetzung und Struktur

Im grundlegendsten Sinne bestehen Nucleosomen aus DNA und Proteinen. DNA kann praktisch jede im Kern der eukaryotische Zelle vorhandene doppelbandige DNA sein, während alle nukleosomalen Proteine ​​zu den als Histonen bezeichneten Proteinen gehören.

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Die Histone sind kleine Proteine ​​und mit einer hohen Last grundlegender Aminosäureabfälle, die es ermöglicht, der hohen negativen Belastung der DNA entgegenzuwirken und eine effiziente physikalische Wechselwirkung zwischen den beiden Molekülen herzustellen, ohne die Starrheit der kovalenten chemischen Bindung zu erreichen.

Die Histone bilden einen Drum -Way -Oktameter mit zwei Kopien oder Monomeren jeder der H2A-, H2B-, H3- und H4 -Histone.

Die DNA gibt fast zwei vollständige Wendungen an den Seiten des Octamer und setzt sich dann mit einem Bruchteil der Linker -DNA fort.

Der Oktametersatz, die assoziierte DNA und seine entsprechende Linker -DNA ist ein Nukleosom.

Teile eines Nukleosoms

Chromatinverdichtung

Genomische DNA besteht aus extrem langen Molekülen (mehr als einen Meter im Fall des Menschen unter Berücksichtigung aller Chromosomen), die in einem extrem kleinen Kern vorgehen und organisiert werden müssen.

Der erste Schritt dieser Verdichtung wird durch die Bildung von Nukleosomen durchgeführt. Nur mit diesem Schritt ist die DNA etwa 75 Mal verdichtet.

Dies führt zu einer linearen Faser, aus der die nachfolgenden Chromatinverdichtung aufgebaut sind: die 30 -nm -Faser, die Krawatten und die Krawatten der Krawatten.

Wenn eine Zelle entweder durch Mitose oder durch Meiose unterteilt ist, ist der letzte Verdichtungsgrad das mitotische oder meiotische Chromosom selbst selbst.

Der Histoncode und die genetische Expression

Die Tatsache, dass Histon -Octamere und DNA seine wirksame Assoziation elektrostatisch interagieren, ohne die Fluidität zu verlieren.

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Es gibt jedoch ein noch überraschenderes Interaktionselement: Die Enden n -Terminals der Histone sind außerhalb des Innenraums des Oktameters, kompakter und inerter freigelegt.

Diese Extreme interagieren nicht nur physisch mit DNA, sondern erleiden auch eine Reihe kovalenter Modifikationen, von denen der Verdichtungsgrad von Chromatin und die Expression der damit verbundenen DNA abhängen wird.

Der Satz kovalenter Modifikationen in Bezug auf Typ und Anzahl wird unter anderem gemeinsam als Histoncode bezeichnet.

Diese Modifikationen umfassen Phosphorylierung, Methylierung, Acetylierung, Ubiquitinierung und stark.

Jede Änderung bestimmt die Expression oder nicht die zugehörige DNA sowie den Verdichtungsgrad von Chromatin in Verbindung mit anderen Veränderungen innerhalb desselben Moleküls oder in Abfällen aus anderen Histonen, insbesondere der H3 H3.

In der Regel wurde beispielsweise festgestellt, dass hypermetilierte und hypacethlierte Histone feststellen, dass die assoziierte DNA nicht exprimiert wird und dass Chromatin in einem kompakteren Zustand (heterochromatisch und folglich inaktiv) dargestellt wird, dargestellt wird.

Im Gegenteil, eine euchromatische DNA (weniger kompakt und genetisch aktiv) ist mit Chromatin assoziiert.

Euchromatin und Heterochromatin

Der kovalente Modifikationsstatus von Histonas kann den Expressionsgrad und die Verdichtung von lokalem Chromatin bestimmen.

Auf globalen Ebenen wird die Chromatinverdichtung gleichermaßen durch die kovalenten Modifikationen von Histonen in Nukleosomen reguliert.

Es wurde zum Beispiel gezeigt, dass konstitutives Heterochromatin (das nie ausgedrückt wird und dicht verpackt ist) in der Regel am Kernblatt angebracht ist und die Kernporen frei lassen.

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Sein Teil ist ein konstitutives Euchromatin (das immer exprimiert wird, wie das, das Zellstartgene umfasst und sich in laxen Chromatinregionen befindet) in großen Bindungen, die die DNA aussetzen, die an die Transkriptionsmaschinerie transkriptiert werden soll.

Andere Regionen der genomischen DNA oszillieren zwischen diesen beiden Zuständen, abhängig von der Entwicklungszeit des Organismus, der Wachstumsbedingungen, der Zellidentität usw.

Andere Funktionen

Um ihre zelluläre Entwicklung, ihren Expression und ihre Erhaltungsplan zu erfüllen, müssen die Genome eukaryotischer Organismen fein regulieren, wann und wie sich ihre genetischen Potentiale manifestieren sollten.

Ab den in ihren Genen gespeicherten Informationen befinden sich diese im Kern in privaten Regionen, die ihren Transkriptionsstatus bestimmen.

Daher können wir sagen, dass ein anderer der grundlegenden Papiere von Nucleosomen die Organisation oder Architektur des Kerns ist, der sie beherbergt.

Diese Architektur wird dank dieser modularen Elemente der Informationsverpackung vererbt und phylogenetisch erhalten.

Verweise

1. Brooker, r. J. Genetik: Analyse und Prinzipien. McGraw-Hill Hochschulbildung.
2. Goodenough, u. W. Genetik. W. B. Saunders co. GMBH.