Heterokromatinstruktur og funksjoner

De heterokromatin Det er en del av kromatin (DNA og histonproteiner) tett pakket av eukaryote kromosomer. Det er vanligvis assosiert med de "stille" regionene i genomet, det vil si med de som er transkripsjonelt inaktive.

Heitz, i 1928, var den første som skilte to forskjellige typer kromatin i eukaryote kromosomer under grensesnittet, og beskrev eukromatin og heterokromatin basert på dets differensielle komprimering.

Organiseringen av kromatin i kjernen (kilde: sha, k. og Boyer, l. TIL. Kromatinsignaturen av pluripotente celler (31. mai 2009), Stembook, ED. Stamcelleforskningssamfunnet, Stembook, DOI/10.3824/Stembook.1.Fire fem.1, http: // www.Stembook.org. [CC med 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/3.0)] via Wikimedia Commons)

Hvis eukaryote kromosomer er farget gjennom forskjellige teknikker, spesifikke for DNA, avslører mikroskopiske observasjoner at det er regioner i disse strukturene som er farget mer intenst enn andre enn andre. Disse regionene tilsvarer hyperkompaktregionene i hektokromatin.

Heterokromatinisering av DNA, det vil si dens emballasje, kan forekomme i en celle som respons på forskjellige faktorer og kan være valgfri eller konstitutiv.

Konstitutiv heterokromatin er et permanent trekk som generelt er arvet, i mellomtiden kan det valgfrie heterokromatinet kanskje ikke være et kromosom på et gitt tidspunkt. Det beste eksemplet på konstitutiv heterokromatin er det av en av de to X -kromosomene hos kvinner.

I eukaryoter ", heterokromatin" butikker "og" kompakte "til de store genomene som kjennetegner dem, spesielt de regionene som består av repeterende sekvenser, blant annet restfraksjoner av retro invaderende transposoner, transpononable elementer.

[TOC]

Struktur

Heterokromatin har ikke en struktur som er veldig forskjellig fra kromatin som er mindre tettpakket, eukromatin.

Å forstå dette, er det viktig å huske at eukaryote kromosomer er sammensatt av et DNA -molekyl som er assosiert med proteiner kalt histoner. Åtte histoner danner en oktamerisk kjerne som er kjent som "nukleosom", som DNA rulles.

Kan tjene deg: polymorfonukleære leukocytter

Assosiasjonen av DNA med histonproteiner oppstår takket være elektrostatiske interaksjoner mellom de positive belastningene for det grunnleggende avfallet til disse proteinene og de negative belastningene til fosfatgruppene i strukturen til DNA -strengen.

EL Nucleosoma (kilde: nukleosom_struktur.PNG: Richard Wheeler (Zephyris) Derivatarbeid (Nucleosome-2.PNG): Rekymanto [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)] via Wikimedia Commons)

- Histonas Octmer

Hver histonoktamer er sammensatt av en tester av H3- og H4 -histonene, og med to dager med H2A og H2B -histoner; Rundt hver histonkjerne er mer eller mindre 146 dn basepar plassert.

Nukleosomer "nærmer seg" hverandre takket være deltakelse av en annen histon kjent som Histona de Unión eller Puente (Linker, På engelsk), som er Histon H1.

Kromatin er deretter sammensatt av påfølgende nukleosomer som er komprimert for å danne en fibrøs struktur med større tykkelse, men mindre lengde.

Hvert histonprotein er preget av tilstedeværelsen av en "hale" av aminosyrer som kan gjennomgå kovalente enzymatiske modifikasjoner. Det er bevist at disse modifikasjonene påvirker graden av ekspresjon eller lyddemping av genene assosiert med nukleosomer, så vel som nivået av kromatinkomprimering.

Spesielt er heterokromatin preget av hypacethotilatation av histoner i alle eukaryoter, og ved metylering av histon H3 i Lysina 9 -resten, bare for de "overlegne" eukaryotene.

Enzymene som er ansvarlige for å utføre disse modifikasjonene er henholdsvis kjent, for eksempel Histones -deakelen.

I tillegg til modifikasjonene i histoner, kan DNA også metyleres, noe som påvirker graden av komprimering av kromatin og tilsvarer den andre av de to epigenetiske mekanismene til eukaryotisk genomorganisasjon.

Kan tjene deg: Basal Stratum: Karakteristikker og funksjoner

Hvor er heterokromatin?

Heterokromatin, som diskutert i begynnelsen, kan være konstitutiv eller valgfritt.

Konstitutivt heterokromatin er spesielt rikelig i de genomiske regionene som har en høy tetthet av repeterende sekvenser (for eksempel satellittelementer, for eksempel), der det er rikelig med trafikkoverførbare elementer, i sentromere regioner og i telomerer.

Det sies at det er konstitutivt fordi disse genomregionene forblir kondensert eller kompakt under celledelingen. I en celle som ikke er delt, er derimot mesteparten av DNA eukromatisk, og det er bare noen godt definerte regioner av konstitutiv heterokromatin.

Det valgfrie heterokromatinet er en som finnes i loci som er regulert i de forskjellige utviklingsstadiene; For hva det virkelig representerer, er regionene "midlertidig kondensert" som kan endres i henhold til cellulær signaler og genetisk aktivitet.

Funksjoner

Siden heterokromatin er en viktig del av de telomere og sentromere regionene, utøver det transcendentale funksjoner fra celledelingens synspunkt og beskyttelsen av kromosomale ekstreme.

Sentromerer fungerer aktivt under celledeling, noe som tillater forskyvning av dupliserte kromosomer mot begge polene i cellen som er delt, mens resten av genene forblir inaktive og kompakte.

Komprimeringen av spesifikke regioner av eukaryote kromosomer er synonymt med genetisk lyddemping, siden det faktum at heterokromatin er tettpakket innebærer utilgjengeligheten til transkripsjonsmaskiner til de underliggende gensekvensene.

Når det gjelder rekombinasjon, undertrykker heterokromatin denne prosessen, og beskytter genomets integritet ved å forby "uekte" rekombinasjon mellom repeterende DNA -sekvenser spredt i genomet. Dette er spesielt viktig for kontrollen av "parasittiske" transpononable elementer, som er tauset av heterokromatinisering.

Kan tjene deg: profase

Strukturelle funksjoner

Inntil for noen år siden trodde man at heterokromatisk DNA var et slags "søppel -DNA", siden forskere ikke fant en spesifikk funksjon for sekvensene som er inkludert i disse regionene; Husk at mer enn 80% av det genomiske DNAet til et menneske, for eksempel ikke koder for celleproteiner eller for RNA -molekyler med regulatoriske funksjoner.

Imidlertid er det foreløpig kjent at dannelsen av det valgfrie heterokromatisk DNA er av største betydning for reguleringen av mange prosesser under utviklingen og veksten av levende vesener, og at regionene med konstitutiv heterokromatin har en grunnleggende rolle fra strukturen utsikt.

Det har blitt antydet av mange forfattere at heterokromatin kan ha strukturelle funksjoner i eukaryote kromosomer. Denne uttalelsen er basert på det faktum at de heterokromatiske regionene i et gitt kromosom skiller deler fra den som har forskjellige mønstre av genetisk "aktivitet".

Med andre ord, heterokromatiske regioner fungerer som "avstand" mellom forskjellige transkriptivt aktive regioner, noe som kan ha stor betydning fra synspunktet om transkripsjonen av genene som ligger der lokalisert.

Referanser

1. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). En introduksjon til genetisk analyse. Macmillan.
2. Brown, s. W. (1966). Heterokromatin. Science, 151 (3709), 417-425.
3. Elgin, s. C., & Grewal, S. Yo. (2003). Heterokromatin: stillhet er gylden. Current Biology, 13 (23), R895-R898.
4. Grewal, s. Yo., & Jia, S. (2007). Heterokromatinrevisjon. Nature Reviews Genetics, 8 (1), 35.
5. Grewal, s. Yo., & Moazed, d. (2003). Heterokromatin og epigenetisk kontroll av genuttrykk. Science, 301 (5634), 798-802.
6. Hennig, w. (1999). Heterokromatin. Kromosom, 108 (1), 1-9.