Kromatiini on aine, jota käytetään kromosomien luomiseen. Hieman tarkemmin kromatiini koostuu DNA: sta, RNA: sta ja erilaisista proteiineista. Tämä sijaitsee jokaisen ihmisen muodostavan solun ytimessä. Tämä aine edustaa noin kahta metriä DNA-molekyyliä, hyperkompaktissa muodossa. Solun ytimen puolestaan on likimääräinen pituus 5-7 mikrometriä.
Mikä on kromatiini
Sisällysluettelo
Mitä tulee kromatiinibiologian määritelmään, se viittaa tapaan, jolla DNA esiintyy solun ytimessä. Se on eukaryoottisten kromosomien perusaine ja kuuluu DNA: n, RNA: n ja proteiinien yhteenliittymään, joka löytyy eukaryoottisten solujen välivaiheesta ja muodostaa näiden solujen genomin, jonka tehtävänä on muotoilla kromosomi niin, että se on integroitua solun ytimeen. Proteiinit ovat kahta tyyppiä: histonit ja ei-histoniproteiinit.
Kromatiinihistoria
Tämä aine löydettiin vuonna 1880 Walther Flemmingin, tutkijan, joka antoi sille kyseisen nimen, kiitos väriaineista. Tutkija Albrecht Kossel löysi kuitenkin Flemmingin tarinat neljä vuotta myöhemmin. Koskevat edistysaskeleet, jotka tehtiin määritys kromatiinin rakenteen, ne olivat hyvin vähän, se ei ollut vasta 1970-luvulla, kun ensimmäiset havainnot kromatiinin kuituja voitaisiin tehdä ansiosta jo elektroni mikroskopia, joka joka paljasti nukleosomin olemassaolon, jälkimmäinen on kromatiinin perusyksikkö, jonka rakenne oli yksityiskohtaisempi röntgenkristallografian avulla vuonna 1997.
Kromatiinityypit
Se luokitellaan kahteen tyyppiin: eukromatiini ja heterokromatiini. Perusyksiköitä, jotka muodostavat kromatiinin ovat nukleosomit, jotka koostuvat noin 146 emäsparia pitkä, joka vuorostaan liittyy tiettyyn monimutkainen kahdeksan nukleosomaalisten histonien. Tyypit on kuvattu alla:
Heterokromatiini
- Se on tämän aineen kompaktein ilmentymä, se ei muuta sen tiivistymistasoa koko solusyklin ajan.
- Se koostuu erittäin toistuvista ja inaktiivisista DNA-sekvensseistä, jotka eivät replikoidu ja muodosta kromosomin sentromeeria.
- Sen tehtävänä on suojata kromosomien eheyttä johtuen sen tiheästä ja säännöllisestä pakkaamisesta geeneihin.
Se voidaan tunnistaa vaalealla mikroskoopilla, jolla on tumma väri sen tiheyden vuoksi. Heterokromatiini on jaettu kahteen ryhmään:
Perustuslaillinen
Se näyttää erittäin tiivistyneeltä toistuvien sekvenssien avulla kaikissa solutyypeissä, eikä sitä voida transkriptoida, koska se ei sisällä geneettistä tietoa. Ne ovat kaikkien kromosomien sentromereja ja telomeerejä, jotka eivät ilmennä DNA: ta.
Valinnainen
Se on erilainen eri solutyypeissä, se kondensoituu vain tietyissä soluissa tai tietyissä solukehityksen jaksoissa, kuten Barrin corpuscle, joka muodostuu, koska valinnaisella heterokromatiinilla on aktiivisia alueita, jotka voidaan transkriptoida tietyissä olosuhteissa ja ominaisuuksissa. Se sisältää myös satelliitti-DNA: n.
Eukromatiini
- Eukromatiini on osa, joka pysyy vähemmän kondensoituneessa tilassa kuin heterokromatiini ja jakautuu koko ytimeen solusyklin aikana.
- Se edustaa kromatiinin aktiivista muotoa, jossa geneettinen materiaali transkriptoidaan. Sen vähemmän tiivistetty tila ja kyky muuttaa dynaamisesti tekevät transkriptiosta mahdolliseksi.
- Kaikkea sitä ei transkriptoida, mutta loput muutetaan yleensä heterokromatiiniksi tiivistämään ja suojaamaan geneettistä tietoa.
- Sen rakenne on samanlainen kuin helmi-kaulakoru, jossa kukin helmi edustaa nukleosomia, joka koostuu kahdeksasta histoniksi kutsutusta proteiinista, niiden ympärillä on DNA-pareja.
- Toisin kuin heterokromatiinissa, eukromatiinin tiivistyminen on riittävän vähäistä geneettisen materiaalin saamiseksi.
- In laboratoriokokeita, tämä voidaan tunnistaa optisella mikroskoopilla, koska sen rakenne on enemmän erotetaan ja se on kyllästetty valon väri.
- In prokaryoottisia soluja, se on ainoa muoto kromatiinin läsnä, tämä voi johtua siitä, että rakenne heterokromatiinin kehittynyt vuotta myöhemmin.
Kromatiinin rooli ja merkitys
Sen tehtävänä on tuottaa geneettisiä tietoja, joita soluorganellit tarvitsevat proteiinin transkription ja synteesin suorittamiseksi. Ne välittävät ja säilyttävät myös DNA: n sisältämän geneettisen tiedon, kopioimalla DNA: n solujen lisääntymisessä.
Lisäksi tätä ainetta on läsnä myös eläinmaailmassa. Esimerkiksi eläinsolukromatiinissa sukupuolikromatiini muodostaa kondensoituneena kromatiinimassana rajapinnan ytimessä, joka edustaa inaktivoitua X-kromosomia, joka ylittää nisäkkäiden ytimen ykkönen. Tätä kutsutaan myös Barrin ruumiiksi.
Tällä on perussääntelyrooli geeniekspressiossa. Eri tiivistymistilat voidaan liittää (vaikkakaan ei yksiselitteisesti) näillä alueilla esiintyvien geenien osoittamaan transkriptioon. Kromatiini on voimakkaasti repressoiva transkriptiota varten, koska DNA: n liittyminen erilaisten proteiinien kanssa vaikeuttaa erilaisten RNA-polymeraasien prosessointia. Siksi on olemassa erilaisia kromatiinin uudelleenmuokkaus- ja histonimodifikaatiokoneita.
Tällä hetkellä on olemassa niin kutsuttu histonikoodi. Eri histoneille voidaan tehdä translaation jälkeisiä modifikaatioita, kuten metylaatio, asetylointi, fosforylaatio, yleensä annosteltuna lysiini- tai arginiinitähteissä. Asetylaatio liittyy transkription aktivoitumiseen, koska lysiinin asetyloinnissa histonin kokonaispositiivinen varaus vähenee, joten sillä on pienempi affiniteetti DNA: ta kohtaan (joka on negatiivisesti varattu).
Näin ollen DNA on vähemmän sitoutunut, mikä sallii pääsyn transkriptiokoneistolla. Sitä vastoin metylaatio liittyy transkriptionaaliseen repressioon ja vahvempaan DNA-histoni-sitoutumiseen (vaikka tämä ei aina ole totta). Esimerkiksi hiivassa S. pombessa histoni 3: n metylaatio lysiinitähteessä 9 liittyy heterokromatiinissa olevan transkription tukahduttamiseen, kun taas metylaatio lysiinitähteessä 4 edistää geenien ilmentymistä.
Histonimodifikaatioiden toimintoja suorittavat entsyymit ovat histoniasetylaasit ja deasetylaasit sekä histonimetylaasit ja demetylaasit, jotka muodostavat erilaisia perheitä, joiden jäsenet ovat vastuussa tietyn tähteen modifioinnista histonien pitkässä hännässä.
Histonimuutosten lisäksi on olemassa myös kromatiinin uudelleenmuodostuskoneita, kuten SAGA, jotka vastaavat nukleosomien sijoittamisesta joko syrjäyttämällä, kiertämällä tai jopa osittain riisuttamalla niitä, poistamalla osan nukleosomien muodostavista histoneista ja palauttamalla ne sitten. Yleensä kromatiinin uudelleenmuokkauskoneet ovat välttämättömiä eukaryoottien transkriptioprosessille, koska ne mahdollistavat polymeraasien pääsyn ja prosessiviteetin.
Toinen tapa merkitä kromatiini "inaktiiviseksi" voi tapahtua DNA-metylaation tasolla sytsiinissä, jotka kuuluvat CpG-dinukleotideihin. Yleensä DNA ja kromatiinin metylaatio ovat synergistisiä prosesseja, koska esimerkiksi kun DNA metyloidaan, on histoneja metyloivia entsyymejä, jotka tunnistavat metyloidut sytosiinit ja metyloidut histonit. Vastaavasti DNA: ta metyloivat entsyymit tunnistavat metyloidut histonit ja jatkavat siten metylointia DNA-tasolla.
Kromatiinin UKK
Mitkä ovat kromatiinin ominaisuudet?
Sille on ominaista, että se sisältää melkein kaksi kertaa niin paljon proteiineja kuin geneettinen materiaali. Tärkeimmät proteiinit tässä kompleksissa ovat histonit, jotka ovat pieniä positiivisesti varautuneita proteiineja, jotka sitoutuvat DNA: han sähköstaattisten vuorovaikutusten kautta. Kromatiinissa on myös yli tuhat erilaista histoniproteiinia. Kromatiinin perusyksikkö on nukleosomi, joka koostuu histonien ja DNA: n yhdistymisestä.Kuinka kromatiini muodostuu?
Se koostuu yhdistelmästä proteiineja, joita kutsutaan histoneiksi, jotka ovat arginiinista ja lysiinistä muodostettuja emäksisiä proteiineja, sekä DNA: ta ja RNA: ta, jolloin tehtävänä on muodostaa kromosomi siten, että se integroituu solun ytimeen.Mikä on kromatiinin rakenne?
Kromatiinin ultrastruktuuri perustuu histonien muodostaviin nukleosomeihin (kahdeksan histoniproteiinia + yksi 200 emäsparin DNA-kuitu). Kukin nukleosomi liittyy erityyppiseen histoniin, H1, ja muodostuu kondensoitunut kromatiini.Mitä eroa on kromatiinilla ja kromosomilla?
Kromatiinin osalta se on solun ydin, ja sen kemiallinen rakenne on yksinkertaisesti DNA-säikeitä erilaisissa kondensaatioasteissa.Toisaalta kromosomit ovat solun sisällä olevia rakenteita, jotka sisältävät geneettistä tietoa, ja jokainen kromosomi koostuu DNA-molekyylistä, joka liittyy RNA: han ja proteiineihin.
