Euchromatin struktur og funksjoner

4867
Abraham McLaughlin
Euchromatin struktur og funksjoner

De eukromatin er den delen av eukaryote kromosomer som består av løst pakket kromatin og som inneholder de fleste av de kodende gensekvensene i genomet til mange organismer.

Denne regionen av eukaryote kromosomer er assosiert med transkripsjonsaktive områder, og det er derfor den er av stor betydning for cellene i en organisme. Det er tydelig synlig i celler som ikke deler seg, da det blir heterokromatin ved kondensering eller komprimering, et forrige trinn til mitotisk og / eller meiotisk celledeling.

Euchromatin er tilgjengelig for transkripsjonsmaskineriet (Kilde: Wenqiang Shi [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Så eukromatin er en av de to typene strukturell organisering av kromatin, den andre er heterokromatin, som kan være fakultativ eller konstituerende.

Artikkelindeks

  • 1 Struktur
    • 1.1 Kromatin
    • 1.2 Oktamer av histoner
    • 1.3 Eukromatin og heterochromatin
  • 2 funksjoner av eukromatin
    • 2.1 hvorfor?
  • 3 Referanser

Struktur

Strukturen til eukromatin kan beskrives nøyaktig som strukturen til kromatin som finnes i mange lærebøker, siden en av de få forskjellene mellom sistnevnte og heterokromatin er nivået på komprimering eller kondensering av DNA + proteinstrengen..

Kromatin

DNA fra eukaryote organismer finnes i kjernen, i nær tilknytning til et stort antall proteiner. Blant disse proteinene er det noen av betydelig betydning, histoner, som er ansvarlige for å "organisere" og kondensere de kromosomale DNA-strengene, slik at disse store molekylene kan "komme inn" i et så lite rom og kontrollere ekspresjonen av gener.

Hvert eukaryot kromosom består av en enkelt DNA-streng og et stort antall histonproteiner. Disse strukturene er betydelig dynamiske, siden deres komprimeringsgrad modifiseres ikke bare avhengig av cellulære transkripsjonsbehov, men også avhengig av øyeblikket til cellesyklusen og noen miljøsignaler..

Endringer i kromatinkomprimering påvirker, på en eller annen måte, nivået av genetisk uttrykk (i noen regioner mer enn i andre), derfor tilsvarer det et nivå av epigenetisk regulering av informasjon..

Histoner gjør det mulig å forkorte lengden på DNA-strengene til hvert kromosom nesten 50 ganger, noe som er spesielt viktig under celledeling, siden kromatinkomprimering sikrer riktig segregering av kromosomer mellom datterceller..

Histonoktameren

DNA-molekylene til eukaryote kromosomer brytes rundt en "sylindrisk" struktur som består av åtte histonproteiner: H2A, H2B, H3 og H4. Den oktameriske kjernen består av to dimerer av H2A og H2B og en tetramer av H3- og H4-proteinene..

Histoner er basiske proteiner, ettersom de har et stort antall positivt ladede aminosyrerester, for eksempel lysin og arginin. Disse positive ladningene samhandler elektrostatisk med de negative ladningene til DNA-molekylene, og favoriserer dens forening med proteinkjernen..

Hver oktamer av histoner spoler rundt 146 basepar, og danner det som er kjent som et nukleosom. Kromatin består av påfølgende nukleosomer, bundet sammen av et kort stykke DNA og et histonforbindelses- eller kryssprotein kalt H1. Denne konfigurasjonen reduserer lengden på DNA ca. 7 ganger sammenlignet med den opprinnelige lengden..

Histonproteiner har også aminosyre "haler" som stikker ut fra nukleosomene og som kan gjennomgå kovalente modifikasjoner som kan endre nivået på komprimering av kromatin (komprimering påvirkes også av kovalente modifikasjoner av DNA, for eksempel cytokinmetylering, som favoriserer komprimering).

Avhengig av levetiden til hver celle, kan tråden som består av nukleosomer, komprimere ytterligere og danne en fibrøs struktur kjent som "30 nm fiber", som forkorter lengden på DNA-molekylet ytterligere 7 ganger..

Denne fiberen på 30 nm kan organiseres inne i kjernen i form av radiale sløyfer; disse sløyfene er preget av å huse transkripsjonsaktive gener og tilsvarer eukromatin.

Euchromatin og heterochromatin

Euchromatin og heterochromatin er de to typene av kromatinorganisasjon. Heterokromatin er den mest kompakte eller "lukkede" delen av et kromosom; preget av biokjemiske merker av hypoacetylering og hypermetylering (i høyere eukaryoter metylering av rest 9 av histon H3).

Transkripsjonsstille genomiske regioner, regioner med repeterende sekvenser og "vestigiale" regioner av invaderende transponerbare elementer og retrotransposoner er forbundet med heterokromatin, for å nevne noen..

Organiseringen av kromatin i kjernen (Kilde: Sha, K. og Boyer, LA Kromatinsignaturen til pluripotente celler (31. mai 2009), StemBook, red. The Stem Cell Research Community, StemBook, doi / 10.3824 / stembook. 1.45 .1, http://www.stembook.org. [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)] via Wikimedia Commons)

Heterochromatin komponerer de telomere og sentromere områdene av kromosomer, som er funksjonelt viktige for beskyttelsen av endene av disse strukturene og for deres korrekte segregering under celledeling hendelser..

I tillegg, avhengig av transkripsjonsbehovene til en celle, kan en del av kromatinet heterokromatiniseres på en gang og frigjøre denne komprimeringen på en annen..

Euchromatin er derimot preget av hyperacetylering og hypometylering, nærmere bestemt av acetylgruppen "tagger" på lysin 4-rest av histonene H3 og H4.

Det tilsvarer de "løsere" områdene av kromatin og representerer vanligvis de mest transkripsjonelt aktive delene, det vil si der det største antallet kodende gener er gruppert..

Funksjoner av eukromatin

Euchromatin er veldig rikelig i cellekjernen når cellene ikke deler seg, det vil si når kromosomene verken er kondensert eller viser sin karakteristiske form..

Gitt at denne delen av kromatin er den som inneholder det største antallet transkripsjonsaktive gener, har eukromatin viktige funksjoner i utvikling så vel som i metabolisme, fysiologi og regulering av vitale biologiske prosesser som ligger i celler..

Hvorfor?

Fordi "aktive" gener koder for alle proteiner og enzymer som er nødvendige for å utføre alle de metabolske og fysiologiske prosessene i en celle.

De genene som ikke koder for proteiner, men som også er aktive fra transkripsjonsperspektivet, har vanligvis regulatoriske funksjoner, det vil si at de koder for små RNA-molekyler, for transkripsjonsfaktorer, ribosomale RNA, etc..

Derfor avhenger reguleringen av transkripsjonsprosesser også av informasjonen i eukromatin, samt regulering av prosesser relatert til celledeling og vekst..

Referanser

  1. Brooker, R., Widmaier, E., Graham, L., Stiling, P., Hasenkampf, C., Hunter, F.,… & Riggs, D. (2010). Biologi.
  2. Eissenberg, J., Elgin, S. (2005) Heterochromatin and Euchromatin. Encyclopaedia of Life Sciences. John Wiley & Sons, Ltd..
  3. Griffiths, A. J., Wessler, S. R., Lewontin, R. C., Gelbart, W. M., Suzuki, D. T., og Miller, J. H. (2005). En introduksjon til genetisk analyse. Macmillan.
  4. Grunstein, M., Hecht, A., Fisher-Adams, G., Wan, J., Mann, R. K., Strahl-Bolsinger, S., ... & Gasser, S. (1995). Reguleringen av eukromatin og heterochromatin av histoner i gjær. J Cell Sci, 1995 (tillegg 19), 29-36.
  5. Tamaru, H. (2010). Begrensende euchromatin / heterochromatin territorium: jumonji krysser linjen. Gener og utvikling, 24 (14), 1465-1478.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.