Kromatin är det ämne som används för att skapa kromosomer. I lite mer detalj består kromatin av DNA, RNA och olika proteinmolekyler. Detta ligger i kärnan i varje cell som utgör människan. Detta ämne representerar ungefär två meter DNA-molekyl, i hyperkompakt form. För sin del har cellens kärna en ungefärlig längd på 5 till 7 mikrometer.
Vad är kromatin
Innehållsförteckning
När det gäller definitionen av kromatinbiologi hänvisar det till hur DNA presenteras i cellkärnan. Det är den grundläggande substansen i eukaryota kromosomer och tillhör föreningen av DNA, RNA och proteiner som finns i interfaskärnan i eukaryota celler och som utgör genomet av dessa celler, vars funktion är att forma kromosomen så att den är integreras i cellens kärna. Proteiner är av två typer: histoner och icke-histonproteiner.
Kromatinhistoria
Detta ämne upptäcktes 1880 tack vare Walther Flemming, forskaren som gav det namnet, på grund av sin förkärlek för färgämnen. Flemings berättelser upptäcktes dock fyra år senare av forskaren Albrecht Kossel. När det gäller de framsteg som gjordes vid fastställandet av kromatinstrukturen var mycket knappa, var det inte förrän på 1970-talet, då de första observationerna av kromatin fibrer kan göras tack vare den redan etablerade elektronmikroskop, som som avslöjade förekomsten av nukleosomen, den senare var basenheten för kromatin, vars struktur var mer exakt detaljerad med röntgenkristallografi 1997.
Kromatintyper
Det klassificeras i två typer: eukromatin och heterokromatin. De grundläggande enheterna som utgör kromatin är nukleosomer, som består av ungefär 146 baspar i längd, som i sin tur associeras med ett specifikt komplex av åtta nukleosomala histoner. Typerna beskrivs nedan:
Heterokromatin
- Det är det mest kompakta uttrycket av detta ämne, det förändrar inte dess komprimeringsnivå under hela cellcykeln.
- Den består av mycket repetitiva och inaktiva DNA-sekvenser som inte replikeras och bildar centromeren i kromosomen.
- Dess funktion är att skydda kromosomintegritet på grund av dess täta och regelbundna packning med gener.
Det kan identifieras med ett ljusmikroskop med en mörk färg på grund av dess densitet. Heterokromatin är uppdelat i två grupper:
Konstitutiv
Det verkar mycket kondenserat av repetitiva sekvenser i alla celltyper och kan inte transkriberas eftersom det inte innehåller genetisk information. De är centromerer och telomerer i alla kromosomer som inte uttrycker sitt DNA.
Frivillig
Det är annorlunda i olika celltyper, det kondenserar bara i vissa celler eller specifika perioder av cellutveckling, såsom Barr corpuscle, som bildas eftersom det valfria heterokromatinet har aktiva regioner som kan transkriberas under vissa omständigheter och egenskaper. Det inkluderar också satellit-DNA.
Eukromatin
- Eukromatin är den del som förblir i ett mindre kondenserat tillstånd än heterokromatin och distribueras genom hela kärnan under cellcykeln.
- Det representerar den aktiva formen av kromatin där genetiskt material transkriberas. Dess mindre kondenserade tillstånd och dess förmåga att förändras dynamiskt möjliggör transkription.
- Inte allt transkriberas, men resten omvandlas vanligtvis till heterokromatin för att komprimera och skydda genetisk information.
- Dess struktur liknar ett pärlhalsband, där varje pärla representerar en nukleosom som består av åtta proteiner som kallas histoner, runt dem finns par av DNA.
- Till skillnad från heterokromatin är komprimeringen i eukromatin tillräckligt låg för att ge åtkomst till genetiskt material.
- I laboratorietester kan detta identifieras med ett optiskt mikroskop, eftersom dess struktur är mer separerad och den impregneras med en ljus färg.
- I prokaryota celler är det den enda formen av kromatin som är närvarande, detta kan bero på det faktum att strukturen hos heterokromatin utvecklades år senare.
Kromatins roll och betydelse
Dess funktion är att tillhandahålla den genetiska information som är nödvändig för cellorganeller för att genomföra proteintranskription och syntes. De överför och bevarar också den genetiska informationen som finns i DNA, vilket duplicerar DNA i cellreproduktion.
Dessutom finns detta ämne också i djurvärlden. Till exempel, i djurcellkromatinet, bildas könskromatin som en kondenserad massa av kromatin i gränssnittskärnan, vilket representerar en inaktiverad X-kromosom som överstiger nummer ett i däggdjurets kärna. Detta är också känt som Barrs kropp.
Detta spelar en grundläggande regleringsroll i genuttryck. De olika komprimeringstillstånden kan associeras (men inte entydigt) med graden av transkription som uppvisas av generna som finns i dessa områden. Kromatin är starkt repressivt för transkription, eftersom kopplingen av DNA med olika proteiner komplicerar behandlingen av olika RNA-polymeraser. Därför finns det en mängd olika kromatin-ombyggnads- och histonmodifieringsmaskiner.
För närvarande finns det så kallat " histonkod ". De olika histonerna kan genomgå post-translationella modifieringar, såsom metylering, acetylering, fosforylering, som vanligtvis administreras vid lysin- eller argininrester. Acetylering är associerad med aktivering av transkription, eftersom när en lysin acetyleras minskar den totala positiva laddningen av histon, vilket har en lägre affinitet för DNA (vilket är negativt laddat).
Följaktligen är DNA mindre bunden, vilket möjliggör åtkomst av transkriptionsmaskineriet. Däremot är metylering associerad med transkriptionellt undertryckande och starkare DNA-histonbindning (även om detta inte alltid är sant). Till exempel, i jäst S. pombe, är metylering vid lysinrest 9 i histon 3 associerad med undertryckandet av transkription i heterokromatin, medan metylering vid lysinrest 4 främjar genuttryck.
Enzymerna som utför funktionerna av histonmodifieringar är histonacetylaser och deacetylaser och histonmetylaser och demetylaser, som bildar olika familjer vars medlemmar är ansvariga för att modifiera en viss rest i den långa svansen av histoner.
Förutom histonmodifieringar finns det också kromatinomformningsmaskiner, som SAGA, som ansvarar för ompositionering av nukleosomer, antingen genom att förskjuta dem, rotera dem eller till och med delvis avaktivera dem, ta bort några av nukleosombeståndsdelarna och sedan återföra dem. I allmänhet är kromatinomformningsmaskiner väsentliga för transkriptionsprocessen i eukaryoter, eftersom de möjliggör åtkomst och processivitet för polymeraser.
Ett annat sätt att markera kromatin som "inaktivt" kan inträffa vid nivån av DNA-metylering, i de cytosiner som tillhör CpG-dinukleotiderna. I allmänhet är DNA och kromatinmetylering synergistiska processer, eftersom till exempel när DNA metyleras finns histonmetyleringsenzymer som kan känna igen metylerade cytosiner och metylerade histoner. På samma sätt kan enzymer som metylerar DNA känna igen metylerade histoner och fortsätter därför metylering på DNA-nivå.
Vanliga frågor om kromatin
Vilka är egenskaperna hos kromatin?
Det kännetecknas av att det innehåller nästan dubbelt så många proteiner som det genetiska materialet. De viktigaste proteinerna i detta komplex är histoner, som är små positivt laddade proteiner som binder till DNA genom elektrostatiska interaktioner. Kromatin har också över tusen olika histonproteiner. Den grundläggande enheten för kromatin är nukleosomen, som består av föreningen av histoner och DNA.Hur består kromatin upp?
Den består av en kombination av proteiner som kallas histoner, som är basiska proteiner bildade av arginin och lysin, med DNA och RNA, där funktionen är att forma kromosomen så att den integreras i cellkärnan.Vad är strukturen hos kromatin?
Ultrastrukturen för kromatin är baserad på: histoner, bildande nukleosomer (åtta histonproteiner + en 200 baspar DNA-fiber). Varje nukleosom associeras med en annan typ av histon, H1 och kondenserat kromatin bildas.Vad är skillnaden mellan kromatin och kromosom?
När det gäller kromatin är det den grundläggande substansen i cellkärnan, och dess kemiska sammansättning är helt enkelt DNA-strängar i olika grader av kondens.Å andra sidan är kromosomer strukturer i cellen som innehåller genetisk information och varje kromosom består av en DNA-molekyl, associerad med RNA och proteiner.
