Kemasan DNA

Skema Pengemasan DNA. Sumber: Thomas Splettstoesser (www.Scistyle.com), cc oleh 4.0, Wikimedia Commons

Apa itu kemasan DNA?

Dia Kemasan DNA Ini adalah istilah yang mendefinisikan pemadatan terkontrol DNA di dalam seluler. DNA adalah molekul yang sangat panjang yang, di samping itu, selalu berinteraksi dengan berbagai macam protein yang berbeda (nukleoprotein). Dengan mereka kromatin terbentuk, yang merupakan zat yang menyusun kromosom.

Untuk pemrosesan, warisan dan kontrol ekspresi gen yang DNA mengadopsi organisasi spasial tertentu. Sel mencapainya secara ketat mengendalikan kemasan DNA pada berbagai tingkat pemadatan.

Virus memiliki strategi pengemasan yang berbeda dari asam nukleat mereka. Salah satu favorit adalah pembentukan spiral kompak. Dapat dikatakan bahwa virus adalah asam nukleat yang dikemas dalam protein yang menutupinya, melindungi dan memobilisasi.

Dalam prokariota, DNA dikaitkan dengan protein yang menentukan pembentukan ikatan kompleks dalam struktur yang disebut nukleoid. Tingkat pemadatan maksimum DNA dalam sel eukariotik, di sisi lain, adalah kromosom mitosis atau meiotik.

Struktur DNA

DNA terdiri dari dua pita antipaallal (mereka berjalan di arah yang berlawanan) yang membentuk baling -baling ganda. Masing -masing menyajikan kerangka ikatan fosfodiéster tempat gula yang terkait dengan basa nitrogen bergabung.

Di dalam molekul, basa nitrogen dari pita membentuk jembatan hidrogen (dua atau tiga) dengan pita komplementer.

Dalam molekul seperti ini, sudut tautan terpenting menunjukkan rotasi gratis. Ikatan dasar nitrogen-sugar, ikatan group gula dan ikatan fosfodiéster fleksibel.

Ini memungkinkan DNA, dipandang sebagai batang yang fleksibel, menunjukkan kapasitas untuk menekuk dan bergulir. Fleksibilitas ini memungkinkan Anda untuk mengadopsi struktur lokal yang kompleks, dan membentuk ikatan interaksi jarak pendek, menengah dan panjang.

Dapat melayani Anda: apa teori kromosom warisan? (Sutton dan Morgan)

Fleksibilitas ini juga menjelaskan bagaimana 2 meter DNA dapat dipertahankan di setiap sel diploid manusia. Dalam gamet (sel haploid), itu akan menjadi meter DNA.

Nukleoid bakteri

Meskipun ini bukan aturan yang tak tergoyahkan, kromosom bakteri ada sebagai molekul DNA -ganda -ganda di atas molekul DNA.

Baling -baling ganda lebih tentang dirinya sendiri (lebih dari 10 bp dengan pengembalian) sehingga menghasilkan pemadatan tertentu. Simpul lokal juga dihasilkan berkat manipulasi yang dikendalikan secara enzimatis.

Selain itu, ada sekuens DNA yang memungkinkan domain terbentuk dalam ikatan besar. Struktur yang dihasilkan dari super -collapse dan ikatan yang diperintahkan disebut nukleoid.

Pengalaman ini berubah dinamis berkat beberapa protein yang memberikan stabilitas struktural pada kromosom yang dipadatkan. Tingkat pemadatan dalam bakteri dan lengkungan sangat efisien sehingga mungkin ada lebih dari satu kromosom nukleoid.

Prokariota DNA nukleoid kompak setidaknya sekitar 1.000 kali. Struktur topologi nukleoid adalah bagian mendasar dari regulasi gen yang dibawa kromosom. Yaitu, struktur dan fungsi merupakan unit yang sama.

Tingkat pemadatan kromosom eukariotik

DNA dalam nukleus eukariotik tidak telanjang. Berinteraksi dengan banyak protein, yang paling penting adalah histone. Histonas adalah protein kecil yang dimuat secara positif yang mengikat DNA dengan cara tertentu.

Di dalam nukleus, apa yang kita amati adalah DNA kompleks: histones, yang kita sebut kromatin. Kromatin yang sangat kental, yang umumnya tidak diekspresikan, heterochromatin. Sebaliknya, yang paling sedikit dipadatkan (lebih terbuka), atau euchromatin, adalah kromatin dengan gen yang diekspresikan.

Dapat melayani Anda: garis murni

Kromatin memiliki beberapa tingkat pemadatan. Yang paling dasar adalah nukleosom. Mereka diikuti oleh serat solenoid dan ikatan kromatin antarmuka. Hanya ketika kromosom dibagi adalah bahwa tingkat pemadatan maksimum ditampilkan.

Nukleosom

Nukleosom adalah kesatuan dasar organisasi kromatin. Setiap nukleosom dibentuk oleh octa histone yang membentuk semacam drum.

Octamer dibentuk oleh dua salinan dari masing -masing histone H2A, H2B, H3 dan H4. Di sekitar mereka, DNA memberi hampir 1.7 putaran. Ini diikuti oleh fraksi DNA gratis yang disebut linker, 20 bp, terkait dengan histone H1, dan kemudian nukleosom lain. Jumlah DNA dalam satu nukleosom dan yang bergabung adalah sekitar 166 pasangan basa.

Langkah pengemasan DNA kompak ini molekul sekitar 7 kali. Artinya, kami melewati satu meter ke lebih dari 14 cm DNA.

Kemasan ini dimungkinkan karena histones positif membatalkan beban negatif DNA, dan konsekuensi elektrostatik -repulsi. Alasan lainnya adalah bahwa DNA dapat dilipat sedemikian rupa sehingga dapat mengelilingi octamer histone.

Serat 30 nm

Akun serat dalam kalung yang membentuk banyak nukleosom berturut -turut juga mendaftar dalam struktur yang lebih padat.

Meskipun kami tidak yakin struktur apa yang benar -benar mengadopsi, kami tahu bahwa ia mencapai ketebalan sekitar 30 nm. Ini adalah serat 30 nm yang disebut SO, dan untuk pembentukan dan stabilitas histone H1 adalah fundamental.

Serat 30 nm adalah unit struktural dasar heterokromatin. Bahwa nukleosoma longgar, euchromatin.

Ikatan dan belokan

Namun, serat 30 nm tidak sepenuhnya linier. Sebaliknya, ia membentuk ikatan sekitar 300 nm, dengan cara yang berliku, pada sedikit matriks protein yang diketahui.

Dapat melayani Anda: genetika forensik: sejarah, objek studi, metodologi

Ikatan ini pada matriks protein membentuk serat kromatin yang lebih kompak dengan diameter 250 nm. Akhirnya, mereka sejajar sebagai baling -baling setebal 700 nm sederhana, memunculkan salah satu kromatid saudari dari kromosom mitosis.

Pada akhirnya, DNA dalam kromatin nuklir compacts sekitar 10.000 kali pada kromosom sel di divisi. Dalam Inter Interface, pemadatannya juga tinggi, karena sekitar 1.000 kali dibandingkan dengan DNA "linear".

Pemadatan meiotik DNA

Di dunia pembangunan biologi dikatakan bahwa gameteogenesis mengatur ulang epigenoma. Yaitu, menghapus merek DNA bahwa kehidupan mereka yang memunculkan gameto yang diproduksi atau dialami.

Merek -merek ini termasuk metilasi DNA dan modifikasi kovalen histones (kode histone). Tetapi tidak semua epigenoma diatur ulang. Apa yang tersisa dengan merek akan bertanggung jawab atas cetakan genetik ayah atau ibu.

Reset implisit ke gametoogenesis lebih mudah melihatnya dalam sperma. Dalam sperma, DNA tidak dikemas dengan histones. Oleh karena itu, informasi yang terkait dengan modifikasi dalam badan penghasil, umumnya, tidak diwariskan.

Dalam sperma, DNA dikemas berkat interaksi dengan protein serikat yang tidak spesifik untuk DNA, yang disebut protamines. Protein ini membentuk jembatan disulfida satu sama lain, sehingga berkontribusi untuk membentuk lapisan yang meluap yang tidak mengusir secara elektrostatis.

Referensi

1. Kemasan DNA: nukleosom dan kromatin. Diperoleh dari alam.com.