A kromatin a kromoszómák létrehozására használt anyag. Kicsit részletesebben a kromatin DNS-ből, RNS-ből és különböző fehérjemolekulákból áll. Ez az emberi lényt alkotó minden sejt magjában található. Ez az anyag körülbelül két méternyi DNS-molekulát képvisel, hiperkompakt formában. A maga részéről a sejtmag hozzávetőleges hossza 5-7 mikrométer.
Mi a kromatin
Tartalomjegyzék
A kromatinbiológiai definíció szempontjából a DNS sejtmagban való megjelenésének módjára utal. Ez az eukarióta kromoszómák alapanyaga, és az eukarióta sejtek interfázisú magjában található DNS, RNS és fehérjék egyesüléséhez tartozik, és ezek a sejtek genomját képezik, amelynek feladata a kromoszómát úgy alakítani, hogy az beilleszkedni a sejt magjába. A fehérjék kétféle típusúak: hisztonok és nem hiszton fehérjék.
Chromatin előzmények
Ezt az anyagot 1880-ban fedezték fel Walther Flemmingnek, a tudósnak, aki ezt a nevet adta neki, a színezékek iránti szeretete miatt. Flemming történeteit azonban négy évvel később fedezte fel Albrecht Kossel kutató. A kromatinszerkezet meghatározása terén elért előrelépések tekintetében ezek nagyon szűkösek voltak, csak az 1970-es években, amikor a már kialakított elektronmikroszkópos vizsgálatnak köszönhetően a kromatinrostok első megfigyelései megtörténhettek. ez feltárta a nukleoszóma létezését, amely utóbbi a kromatin alapegysége, amelynek szerkezetét 1997-ben röntgenkristályográfia segítségével részletesebben részletezték.
Chromatin típusok
Két típusba sorolható: euchromatin és heterochromatin. Az alapegységek alkotó kromatin olyan nukleoszómákhoz, amelyek alkotják, körülbelül 146 bázispár hosszúságú, amelyek viszont kapcsolódik egy meghatározott komplex nyolc nukleoszomális hisztonok. A típusokat az alábbiakban részletezzük:
Heterokromatin
- Ez a legtöbb kompakt kifejezése ez az anyag, hogy nem változtatja meg a szintet tömörítés egész sejt ciklus.
- Nagyon ismétlődő és inaktív DNS-szekvenciákból áll, amelyek nem replikálódnak és képezik a kromoszóma centromeráját.
- Feladata a kromoszóma integritásának védelme a sűrű és szabályos génekkel való tömörülés miatt.
Sűrűsége miatt sötét színű fénymikroszkóppal azonosítható. A heterokromatin két csoportra oszlik:
Alkotó
Az összes sejttípus ismétlődő szekvenciája erősen sűrítettnek tűnik, és nem írható le, mivel nem tartalmaz genetikai információkat. Ezek azok a kromoszómák centromerái és telomerjei, amelyek nem fejezik ki a DNS-ét.
Választható
Különböző sejttípusokban különbözik, csak bizonyos sejtekben vagy a sejtek fejlődésének bizonyos periódusaiban kondenzálódik, például a Barr-testben, amely azért jön létre, mert az opcionális heterokromatin aktív régiókat tartalmaz, amelyek bizonyos körülmények és jellemzők esetén átírhatók. Tartalmazza a műholdas DNS-t is.
Euchromatin
- Az euchromatin az a rész, amely kevésbé kondenzált állapotban marad, mint a heterokromatin, és a sejtciklus alatt eloszlik az egész sejtmagban.
- A kromatin aktív formáját képviseli, amelyben a genetikai anyag átíródik. Kevésbé sűrített állapota és dinamikusan változó képessége lehetővé teszi az átírást.
- Nem minden van átírva, a többit azonban általában heterokromatinná alakítják, hogy tömörítsék és megvédjék a genetikai információkat.
- Szerkezete hasonló egy gyöngy nyaklánchoz, ahol minden gyöngy egy nukleoszómát képvisel, amelyet nyolc fehérje alkot, hisztonoknak neveznek, körülöttük DNS-párok találhatók.
- A heterokromatinnal ellentétben az euchromatinban a tömörítés elég alacsony ahhoz, hogy hozzáférést nyújtson a genetikai anyaghoz.
- A laboratóriumi vizsgálatok során ezt optikai mikroszkóppal lehet azonosítani, mivel szerkezete jobban elválik, és világos színnel impregnálják.
- A prokarióta sejtekben ez az egyetlen jelen lévő kromatin, ennek oka lehet, hogy a heterokromatin szerkezete évekkel később alakult ki.
A kromatin szerepe és fontossága
Feladata az, hogy megadja a sejtorganellek számára a fehérje transzkripciójának és szintézisének elvégzéséhez szükséges genetikai információkat. Továbbá továbbítják és megőrzik a DNS-ben található genetikai információkat, megkettőzve a DNS-t a sejtszaporodásban.
Ezenkívül ez az anyag az állatvilágban is jelen van. Például az állati sejt kromatinban a nemi kromatin kondenzált kromatin tömegként képződik az interfész magban, amely egy inaktivált X kromoszómát képvisel, amely meghaladja az emlősök magjában az első helyet. Ezt Barr-korpusznak is nevezik.
Ez alapvető szabályozó szerepet játszik a génexpresszióban. A különböző tömörítési állapotok (bár nem egyértelműen) társíthatók az ezeken a területeken található gének által mutatott transzkripció mértékéhez. A kromatin erősen elnyomja a transzkripciót, mivel a DNS társulása különböző fehérjékkel megnehezíti a különböző RNS-polimerázok feldolgozását. Ezért különféle kromatin átalakító és hiszton módosító gépek léteznek.
Jelenleg létezik egy úgynevezett " hiszton kód ". A különböző hisztonok poszttranszlációs módosításokon eshetnek át, például metilezésen, acetilezésen, foszforilezésen, általában lizin vagy arginin maradékokban adva. Az acetilezés a transzkripció aktiválásával jár együtt, mivel amikor egy lizint acetileznek, a hiszton teljes pozitív töltése csökken, így kisebb az affinitása a DNS iránt (amely negatív töltésű).
Következésképpen a DNS kevésbé kötött, így hozzáférhetővé válik a transzkripciós gép által. Ezzel szemben a metiláció transzkripciós represszióval és erősebb DNS-hiszton kötéssel jár (bár ez nem mindig igaz). Például élesztő S. pombe-ban a 3-as hiszton 9. lizin-maradékánál végzett metilálás kapcsolódik a heterokromatinban lévő transzkripció elnyomásához, míg a 4. lizin-maradéknál történő metilezés elősegíti a génexpressziót.
A hisztonmódosítás funkcióit ellátó enzimek a hiszton-acetilázok és deacetilázok, valamint a hiszton-metilázok és demetilázok, amelyek különböző családokat alkotnak, amelyek tagjai felelősek a hisztonok hosszú farkában lévő adott maradék módosításáért.
A hisztonmódosítások mellett léteznek olyan kromatin-átalakító gépek is, mint például a SAGA, amelyek felelősek a nukleoszómák újrapozicionálásáért, akár elmozdítással, akár forgatással, akár részleges hatástalanítással, a nukleoszómát alkotó hisztonok egy részének eltávolításával, majd visszaadásával. Általában a kromatin átalakító gépek nélkülözhetetlenek az eukarióták transzkripciós folyamatához, mivel lehetővé teszik a polimerázok hozzáférését és folyamatosságát.
A kromatin "inaktívként" való megjelölésének másik módja a DNS-metiláció szintjén fordulhat elő a CpG dinukleotidokhoz tartozó citozinokban. Általában a DNS és a kromatin-metiláció szinergikus folyamatok, mivel például, amikor a DNS-t metilezik, vannak hiszton-metilező enzimek, amelyek képesek felismerni a metilezett citozinokat és a metilezett hisztonokat. Hasonlóképpen, a DNS-t metiláló enzimek képesek felismerni a metilált hisztonokat, ezért folytatják a metilezést a DNS szintjén.
Chromatin GYIK
Melyek a kromatin jellemzői?
Jellemzője, hogy csaknem kétszer annyi fehérjét tartalmaz, mint a genetikai anyag. A legfontosabb fehérjék ebben a komplexben a hisztonok, amelyek kicsi, pozitív töltésű fehérjék, amelyek elektrosztatikus interakciók révén kötődnek a DNS-hez. A kromatinnak több mint ezer különböző hisztonfehérje van. A kromatin alapvető egysége a nukleoszóma, amely a hisztonok és a DNS egyesüléséből áll.Hogyan készül a kromatin?
A hiszton nevű fehérjék kombinációja, amelyek argininból és lizinből képzett bázikus fehérjék, valamint DNS és RNS kombinációja, ahol a kromoszómát úgy alakítják, hogy az beépüljön a sejtmagba.Mi a kromatin szerkezete?
A kromatin ultrastruktúrája a következőkön alapul: hisztonok, nukleoszómákat képezve (nyolc hiszton fehérje + egy 200 bázispár DNS-rost). Mindegyik nukleoszóma más típusú hisztonnal, H1-kel társul, és kondenzált kromatin képződik.Mi a különbség a kromatin és a kromoszóma között?
Ami a kromatint illeti, ez a sejtmag alapvető anyaga, kémiai felépítése pedig egyszerűen a DNS szálai különböző kondenzációban.Másrészt a kromoszómák olyan struktúrák a sejten belül, amelyek genetikai információkat tartalmaznak, és mindegyik kromoszóma egy RNS-hez és fehérjékhez kapcsolódó DNS-molekulából áll.
