Eukromatinstruktur och funktioner

953
Robert Johnston
Eukromatinstruktur och funktioner

De eukromatin är den del av eukaryota kromosomer som består av löst packat kromatin och som innehåller de flesta kodande gensekvenser i genomet hos många organismer.

Denna region av eukaryota kromosomer är associerad med transkriptionellt aktiva områden, varför det är av stor betydelse för cellerna i en organism. Det syns tydligt i celler som inte delar sig, eftersom det blir heterokromatin vid kondensering eller komprimering, ett tidigare steg till mitotisk och / eller meiotisk celldelning.

Euchromatin är tillgängligt för transkriptionsmaskineriet (Källa: Wenqiang Shi [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Så eukromatin är en av de två typerna av strukturell organisation av kromatin, den andra är heterokromatin, vilket kan vara fakultativt eller konstitutivt.

Artikelindex

  • 1 Struktur
    • 1.1 Kromatin
    • 1.2 Oktamer av histoner
    • 1.3 Eukromatin och heterochromatin
  • 2 Eukromatins funktioner
    • 2.1 varför?
  • 3 Referenser

Strukturera

Eukromatins struktur kan beskrivas exakt som kromatinstrukturen som finns i många läroböcker, eftersom en av få skillnader mellan den senare och heterokromatinet är nivån på komprimering eller kondensation av DNA + proteinsträngen..

Kromatin

DNA från eukaryota organismer finns i kärnan, i nära samband med ett stort antal proteiner. Bland dessa proteiner finns det några av betydande betydelse, histoner, som är ansvariga för att "organisera" och kondensera de kromosomala DNA-strängarna, så att dessa stora molekyler kan "tränga in" i ett så litet utrymme och kontrollera expressionen av gener.

Varje eukaryot kromosom består av en enda DNA-tråd och ett stort antal histonproteiner. Dessa strukturer är väsentligt dynamiska, eftersom deras komprimeringsgrad modifieras inte bara beroende på cellulära transkriptionsbehov, utan också beroende på ögonblicket för cellcykeln och vissa miljösignaler..

Förändringar i kromatinkomprimering påverkar på ett eller annat sätt nivån på genetiskt uttryck (i vissa regioner mer än i andra), därför motsvarar det en nivå av epigenetisk reglering av information..

Histoner gör det möjligt att förkorta längden på DNA-strängarna i varje kromosom med nästan 50 gånger, vilket är särskilt viktigt vid celldelning, eftersom kromatinkomprimering säkerställer korrekt segregering av kromosomer mellan dotterceller..

Histonoktamern

DNA-molekylerna i eukaryota kromosomer sveper runt en "cylindrisk" struktur som består av åtta histonproteiner: H2A, H2B, H3 och H4. Den oktameriska kärnan består av två dimerer av H2A och H2B och en tetramer av H3- och H4-proteinerna..

Histoner är basiska proteiner, eftersom de har ett stort antal positivt laddade aminosyrarester, till exempel lysin och arginin. Dessa positiva laddningar interagerar elektrostatiskt med de negativa laddningarna i DNA-molekylerna, vilket gynnar dess förening med proteinkärnan..

Varje oktamer av histoner rullar omkring 146 baspar och bildar det som kallas en nukleosom. Kromatin består av på varandra följande nukleosomer, sammanlänkade av en kort bit DNA och ett histonbryggande eller kopplingsprotein som heter H1. Denna konfiguration minskar längden på DNA cirka 7 gånger jämfört med den ursprungliga längden..

Histonproteiner har också aminosyra "svansar" som sticker ut från nukleosomerna och som kan genomgå kovalenta modifieringar som kan modifiera nivån av komprimering av kromatin (komprimering påverkas också av kovalenta modifieringar av DNA, såsom cytokinmetylering, vilket gynnar komprimering).

Beroende på livstiden för varje cell kan strängen som består av nukleosomer kompakteras ytterligare och bilda en fibrös struktur som kallas "30 nm fiber", vilket förkortar DNA-molekylens längd ytterligare 7 gånger..

Denna 30 nm fiber kan organiseras inuti kärnan i form av radiella öglor; dessa öglor kännetecknas av att hysa transkriptionellt aktiva gener och motsvarar eukromatin.

Eukromatin och heterokromatin

Euchromatin och heterochromatin är de två typerna av kromatinorganisation. Heterokromatin är den mest kompakta eller "slutna" delen av en kromosom; kännetecknas av biokemiska tecken på hypoacetylering och hypermetylering (i högre eukaryoter metylering av rest 9 i histon H3).

Transkriptionellt tysta genomregioner, regioner med repetitiva sekvenser och "vestigiala" regioner av invaderande transponerbara element och retrotransposoner är associerade med heterokromatin, för att nämna några..

Organisationen av kromatin i kärnan (Källa: Sha, K. och Boyer, LA Kromatinsignaturen för pluripotenta celler (31 maj 2009), StemBook, red. 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)

Heterokromatin komponerar de telomera och centromera regionerna i kromosomer, vilka är funktionellt viktiga för att skydda ändarna på dessa strukturer och för deras korrekta segregering under celldelningshändelser..

Beroende på transkriptionsbehovet hos en cell kan dessutom en del av kromatinet heterokromatiseras samtidigt och frigöra denna komprimering vid en annan..

Eukromatin, å andra sidan, kännetecknas av hyperacetylering och hypometylering, mer specifikt av acetylgruppen "taggar" på lysin 4-resterna av histonerna H3 och H4.

Det motsvarar de "lösare" regionerna av kromatin och representerar vanligtvis de mest transkriptionellt aktiva delarna, det vill säga där det största antalet kodande gener grupperas..

Funktioner av eukromatin

Eukromatin är mycket rikligt i cellkärnan när cellerna inte delar sig, det vill säga när kromosomerna varken kondenseras eller visar sin karakteristiska form..

Med tanke på att denna del av kromatin är den som innehåller det största antalet transkriptionellt aktiva gener, har eukromatin viktiga funktioner i utveckling såväl som i metabolism, fysiologi och reglering av vitala biologiska processer som är inneboende i celler..

Varför?

Eftersom ”aktiva” gener kodar för alla proteiner och enzymer som är nödvändiga för att utföra alla metaboliska och fysiologiska processer i en cell.

De gener som inte kodar för proteiner utan också är aktiva ur transkriptionssynpunkt har vanligtvis reglerande funktioner, det vill säga de kodar för små RNA-molekyler, för transkriptionsfaktorer, ribosomala RNA etc..

Därför beror regleringen av transkriptionsprocesser också på informationen i eukromatin, liksom regleringen av processer relaterade till celldelning och tillväxt..

Referenser

  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., & Miller, J. H. (2005). En introduktion till genetisk analys. Macmillan.
  4. Grunstein, M., Hecht, A., Fisher-Adams, G., Wan, J., Mann, R. K., Strahl-Bolsinger, S., ... & Gasser, S. (1995). Reglering av eukromatin och heterokromatin av histoner i jäst. J Cell Sci, 1995 (tillägg 19), 29-36.
  5. Tamaru, H. (2010). Begränsande euchromatin / heterochromatin territorium: jumonji passerar linjen. Gener och utveckling, 24 (14), 1465-1478.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.