Cum protejează proteinele histone în colagenarea ADN-ului
Share
Materialul genetic al unui organism este compus din miliarde de perechi de baze de ADN. Este aranjat în cromozomi pentru ambalajul strâns din interiorul nucleului. Cromozomii sunt compuși din ADN asociat cu proteine, formând o structură complexă cunoscută sub numele de cromatină. 40% din cromozomi sunt ADN, iar restul de 60% sunt proteine. Histonele sunt proteinele asociate cu ADN-ul. ADN-ul este înfășurat în jurul unui nucleu format din histone, formând o structură cunoscută sub numele de nucleozom. Nucleozomul este unitatea de bază a unui cromozom sau a unei fibre cromatinei. Un nucleozom poate fi considerat o bobină de ADN. Prin urmare, un cromozom este alcătuit din supercoils ADN.
Domenii cheie acoperite
1. Ce sunt Histones?
- Definiție, tipuri, rol
2. Cum protejează proteinele histone în colagenarea ADN-ului
- Formarea nucleozomilor
Termeni cheie: cromatină, cromatozom, bobine, ADN, histon nucleu, ADN Linker, Nucleosome, Supercoils
Ce sunt Histones?
Histonii sunt un tip de proteine încărcate pozitiv care servesc ca tip de bază de proteine găsite în cromozomi. Cele cinci tipuri de histone sunt H1, H2A, H2B, H3 și H4. Principala funcție a proteinelor histonei este de a ajuta la ambalarea condensată a ADN-ului în interiorul nucleului. Este prezentată interacțiunea dintre histone și ADN figura 1.
Figura 1: Interacțiunea histone-ADN
Cele patru tipuri de histone implicate în formarea miezului histonei sunt H2A, H2B, H3 și H4. ADN-ul se înfășoară în jurul nucleului histonei pentru a forma bobine de ADN. Histoanele joacă un rol major în reglarea exprimării genelor prin formarea a două tipuri de cromatină cunoscute sub numele de euchromatină și heterochromatin. Euchromatinul conține ADN împachetat în mod liber și prezintă rate de exprimare ridicate. Cu toate acestea, heterochromatinul conține ADN împachetat strâns, exprimând rareori genele din regiune.
Cum protejează proteinele histone în colagenarea ADN-ului
Genomul unui organism este alcătuit dintr-un număr mare de nucleotide, care codifică întreaga informație genetică pentru dezvoltarea și funcționarea organismului. Toate aceste nucleotide ar trebui să fie cuprinse într-un spațiu mic în structura microscopică cunoscută ca nucleu. Prin urmare, este necesar un mecanism pentru împachetarea strânsă a ADN-ului în nucleu. Histoanele sunt implicate în formarea unei structuri extrem de condensate a bobinelor ADN prin împachetarea ADN-ului în jurul unui nucleu de histone. Această structură înfășurată este cunoscută sub numele de a nucleozomului. ADN-ul înfășurat în jurul unui nucleu de histone este prezentat în figura 2.
Figura 2: Nucleozomul
Miezul histonei este alcătuit dintr-un octamer histonei, care este alcătuit dintr-o combinație a două dintre cele patru tipuri de histone, H2A, H2B, H3 și H4. O întindere a ADN care este lungă de 146 de perechi de baze este înfășurată în jurul nucleului histonei din nucleozom. Această bandajare formează aproximativ 1,7 rotații pe histone octamer. Apoi, un al cincilea tip de histonă, cunoscut sub numele de H1, se leagă de miezul histonei, permițând înfășurarea a încă 20 de perechi de baze de ADN în jurul nucleului histonei. Structura rezultantă este cunoscută sub numele de a chromatosome. Prin urmare, o lungime de 166 de perechi lungi de ADN este înfășurată în jurul unui cromatozom. Mii de nucleozomi sunt uniți împreună prin extensii ADN cunoscute sub numele de linker ADN. Linker DNA constă din 20 de perechi de baze. Aceasta formează lanțuri lungi de nucleozomi care dau mărgelele pe o structură de șir sub microscop. Ambalarea ADN în nucleozomi scurtează lungimea catenei ADN în șapte ori. Diametrul fibrei cromatinei formate este de 20 nm. Cu toate acestea, cromatina este în continuare înfășurată într-o fibră de 30 nm, formând o structură de ordin mai înalt.
Nucleozomul reprezintă o bobină de ADN. Acesta servește ca unitate de bază structurală și repetată a cromozomului care generează margelele pe un aspect de șir. Acest lucru înseamnă că este compus un cromozom Supravetele ADN.
Concluzie
Genomul majorității organismelor este alcătuit din lanțuri lungi de nucleotide, care trebuie ambalate în nucleu. Histonii sunt proteinele asociate care permit ambalarea strânsă a ADN-ului în nucleu. O bucată de ADN este înfășurată în jurul unui nucleu de histone, producând o bobină ADN cunoscută sub numele de nucleozom. Deoarece cromozomii sunt alcătuiți dintr-o serie de nucleozomi, se consideră că au o natură supercoolică în structura unui cromozom.
Referinţă:
1. Iftikhar, Jannat. "Rolul histonei în ambalajul ADN-ului". LinkedIn SlideShare, 14 decembrie 2013, disponibil aici.
Datorită fotografiei:
1. "Figura 04 03 05a" Prin CNX OpenStax - (CC BY 4.0) prin Wikimedia Commons
2. "Nucleosome" Asumat de Spellcheck - Muncă proprie asumată (bazată pe drepturile de autor) (Domeniul Public) prin Wikimedia Commons
