Nukleosomen - byggstenarna i kromosomer

Eber Åhlund Februari 28, 2016 Natur 30 0
FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc
Många har redan hört talas om desoxyribonucleotidezuur, mer känd som DNA och förmodligen fler människor har hört talas om kromosomer. Färre människor vet vad länken mellan de två, men ännu färre människor vet hur effektiv denna länk har upprättats. Histoner, DNA själv avslutar omslag, och ger upphov till en nukleosomen. Den här artikeln ger en grundläggande förklaring av strukturen av dessa så kallade nukleosomer och hur DNA viks bort från detta i en kromosom.

Innehåll

Varje stycke DNA med dess associerade proteiner kallas för en kromosom. Denna organisation är densamma för alla eukaryoter, prokaryoter och virus.
  • DNA - dubbel helix
  • Kromosomen
  • Nukleosomen
  • Histonerna
  • CV

DNA spiralen

DNA är sammansatt av de fyra kända baserna A, T, C och G. En lång sekvens av dessa baser i en DNA-sträng som kallas. En DNA-sträng är aldrig ensam, men alltid kopplad till en andra sträng, den komplementära DNA-strängen. När dessa två strängar förekommer tillsammans, är hela hänvisas till som en dubbelsträngad DNA-helixen. Spiralen beskrevs först av Nobelpristagare Watson och Crick. De fyra baserna är alla kopplade till varandra via en fosfatrika ryggraden. Viktigt att komma ihåg är att denna ryggrad har en total negativ laddning.

Kromosomen

Egenskaper
Förpackning av DNA i en strukturerad samling har flera funktioner:
  • Kromosomen är en kompakt form som orsakar DNA passar in i en cell.
  • Kromosomer är stabila och säkra och skydda DNA från skador.
  • DNA packas i kromosomer är det enda sättet att effektivt DNA gevenaan av dotterceller.
  • Kromosomen ger en bra organisation för varje separat DNA dubbelsträng.

  • Dubbelsträngad DNA kan vara mycket lång. Kromosom 1 är den längsta humana kromosom. Den avlindas från denna kromosom DNA har en längd av omkring 5 cm. Denna långa strand och strängarna av de andra kromosomer 47 måste alla passa in i cellen. Den totala DNA: t i en human cell kan vara upp till 2m alla DNA-strängarna som en huvud-till-svans sättes till varandra. Eftersom en typisk mänsklig cell har bara en diameter av 10-15 mikrometer, är det uppenbart att DNA är som skall kompakteras ett antal gånger.
    En man kan föreställa sig att en lång kedja går lätt sönder. Han måste därför stabiliseras. Kompaktering ger stort stöd till den relativt spröda helixstruktur.
    Byggnad
    Kromosomer består av DNA som nämnts och associerade proteiner. Mer än hälften av dessa proteiner, histonerna. Andra, icke-histonproteiner, är bland andra, de proteiner som är nödvändiga för DNA-replikation, DNA-reparation, transkription, etc. Dessa histoner är de grundläggande byggstenarna för packning av DNA i kromosomer. Resultatet av en regelbunden bindning av histoner och DNA och är känd som nukleosomen.

    Nukleosomen

    Nukleosomer är byggstenarna i kromosomer. Bildningen av nukleosomer är det första steget i en process som gör att DNA som skall fällas ihop på ett mer kompakt tillstånd, vilket minskar den linjära längden av DNA med en faktor av 10 tusen. Fastän det för alla organismer i världen DNA är nyckeln till livet, inte alla organismer besitter förmågan att paketera sitt DNA medelst nukleosomer. Detta är endast reserverad för de eukaryota organismer.
    Byggnad
    DNA lindas runt histonerna. Kallas nukleosomen DNA lindas runt en histon kärna. Många nukleosomer är också kända som "pärlor-on-a-strängen" efter varandra. DNA mellan nukleosomer kallas "linker-DNA". Det DNA som är mycket starkt förknippad med nukleosomer kallas "core-DNA". Strukturen pärlor-on-a-sträng också kallad 10 nm fiber. Om dessa komprimerar igen i sig, erhålles en 30 nm fiber. Denna 30nm bildar långa fiberslingor, som hålls samman av en annan typ av proteiner. Denna långa slingor kondensera på sig igen och på så sätt bilda kromosomerna.
    Vissa kanske inte bitar av DNA packas i nukleosomer. Dessa bitar av DNA är vanligtvis ständigt används för reparation, transkription, etc. Även om de inte är bundna till histoner, är de mycket ofta bundna av icke-histonproteiner, vilka är ansvariga för regleringen av reparation, transkription, etc.
    Nackdelar
    Packning av DNA har en stor nackdel. DNA innehåller koden för livet. Denna kod är inte bara nödvändigt att ta fram livet, såsom ett ägg och en spermie flyter ihop och slutligen bilda ett barn, men också att hålla på plats att livet. Kroppen genomgår förändringar varje dag och möte påverkan utifrån. För att kunna svara på detta måste DNA finnas tillgängliga på de tider då det behövs. DNA packning hindrar detta tillgänglighet och därför som så många processer i kroppen, strikt reglerade.

    Histonerna

    Histoner är de mest förekommande proteinerna i kontakt med DNA. Eukaryota celler har 5 olika histoner. Dessa är:
    • Histon H1
    • Histon H2A
    • Histon H2B
    • Histon H3
    • Histon H4

    Histon kärna
    Histon H2A, H2B dimerer och två former H3 och H4 bildar två dimerer. Detta, i totalt fyra, kommer dimerer rulla upp DNA. Detta liknar en sträng lindad runt en spole. Histonerna bildar dimerer som är "kärnhistonerna" eller kärnhistonerna nämns.
    Histon H1 är en maverick. Det kommer inte att uppväcka DNA, men det binder till DNA som har varit igång runt en histon kärna. Som resultat fixerar den DNA på histon kärnan, och det kommer att ytterligare förbättra vikning. DNA lindas runt en histon kärna bildar en 10 nm fiber. En 10 nm fiber som stärker vara H1 histoner bildar en 30 nm fiber. Förutom de H1 histonerna är också de "svansarna" av de fyra kärnhistonerna krävs för att bilda en 30 nm fiber.
    Histon svansar
    Histon svansar är de N-terminala delarna av histonproteiner. Dessa svansar stickande från utsidan av spolen. De har olika funktioner:
    • De ger stabilisering av 30 nm fibern.
    • De påverkar styrkan i DNA-bindning.
    • De utgör grunden för histon kod.

    De fyra kärn histoner har vardera en svans som skjuter ut från det exciterade DNA: t. Dessa svansar genomföra DNA-strängen runt skivan som de utgör. Detta system kan jämföras en med en skruv. Aminosyrorna som bygger upp dessa proteiner har typiskt en positivt laddad sidokedja, såsom lysin och histidin. Dessa positiva laddningar av att stabilisera den negativt laddade ryggraden i DNA-strängen.
    Vissa proteiner är specialiserade för att placera dessa kemiska grupper på sidokedjor. Acetylering på en lysin aminosyra, maskerar detta positiv laddning. Som ett resultat, om acetylering sker på flera ställen, kommer DNA att vara mindre tätt lindade och därför anta en lösare, mer öppen struktur. På dessa platser, kommer icke-histonproteiner har möjlighet att binda till DNA. Många andra förändringar av denna histonstaarten är möjliga. De omfattande möjligheterna och de resulterande olika kombinationer bildar den så kallade "histon kod". Precis som de 4 tecken i DNA, den genetiska koden, är dessa modifieringar är den så kallade epigenetisk kod. Många kombinationer har sin egen betydelse och bestämma vilka bildar DNA tar, och vilka andra icke-histonproteiner kommer att binda till DNA.

    CV

    • DNA är en dubbelspiral.
    • Kärn histon binder DNA och bildar en nukleosomen.
    • Denna bindning påverkas av histonstaarten.
    • Tillsatsen av H1 till nukleosomer utgör 30nm fiber.
    • Den 30nm fiber veck vidare till stora slingor.
    • Denna stora loopar packas samman och bildar en kromosom.
      Like 0   Dislike 0
    Kommentarer (0)
    Inga kommentarer

    Lägg till en kommentar

    smile smile smile smile smile smile smile smile
    smile smile smile smile smile smile smile smile
    smile smile smile smile smile smile smile smile
    smile smile smile smile
    Tecken kvar: 3000
    captcha