Sisältö
Solun sisällä oleva DNA on järjestetty siten, että se sopii hyvin solun pieneen kokoon. Sen organisointi helpottaa myös oikeiden kromosomien helppoa erottamista solunjakautumisen aikana. Aste, johon DNA on tiiviisti kääritty, voi myös vaikuttaa siihen, mitkä geenit kytketään päälle tai pois päältä, vaikuttamalla tiettyjen proteiinien kykyyn sitoutua DNA: han.
Tässä viestissä aiottiin mennä läpi tiiviisti käärittyjen DNA: n näiden kaikkien vaikutusten yksityiskohdat.
DNA: n rakenne
DNA on suuri kompleksi, joka koostuu useista rakennuspalikoista, joita kutsutaan nukleotideiksi. Nämä nukleotidit sitoutuvat yhdessä muodostamaan DNA-juosteita. Nämä juosteet voivat sitten muodostua pariksi nukleotidien komplementaaristen sekvenssien perusteella. Näiden juosteiden pariliitos muodostaa niin kutsutun kaksois-kierteisen rakenteen.
DNA: n kaksoiskierre kääritään sitten tiettyjen proteoneihin, joita kutsutaan histoneiksi. Tämä antaa DNA: n kääriä tiiviimmin ja vie siksi vähemmän tilaa solun sisällä. DNA voi tiivistyä entisestään histonien tullessa lähelle toisiaan. Tämä vielä tiukka DNA-käämi aiheuttaa tiukasti käärittyjen tai tiivistyneiden kromosomien muodostumisen.
Kromosomikondensaatio
Läpi suurimman osan solun elämästä, DNA on kääritty löysästi histonien ympärille eikä se ole tiivistyneessä kromosomaalisessa muodossa. Kromosomien tiiviimpi kääre tai tiivistyminen tapahtuu vain mitoosin, solunjakautumisprosessin, aikana. Mitoosin aikana kromosomit tiivistyvät siten, että jokainen kromosomi on erillinen yksikkö.
Ennen mitoosia solu kopioi DNA: nsa siten, että se sisältää kaksi kopiota jokaisesta kromosomista. Kromosomit kohdistuvat solun keskiosaan mitoosin aikana, ja kromosomiparit ovat vierekkäin. Kun solu jakautuu, yksi kopio menee jokaiselle tuloksena olevalle solulle.
Jos kromosomit eivät sovi oikein, voi esiintyä vakavia geneettisiä poikkeavuuksia, jotka voivat johtaa solun kuolemaan tai syöpään. DNA: n tiivistäminen tiiviisti pakattuihin kromosomeihin tekee kromosomien kohdistamisen ja erottelun prosessin mitoosin aikana tehokkaammaksi.
Kuinka geeni ilmaistaan
Geeniekspressio tai päällekytketyn ja transkriboidun geenin prosessi on monimutkainen prosessi. Siihen sisältyy tiettyjen proteiinien, joita kutsutaan transkriptiotekijöiksi, sitoutuminen geenin osaan, joka säätelee sen ekspressiota. Useimmat transkriptiotekijät edistävät geenin ilmentymistä; kuitenkin jotkut transkriptiotekijät estävät geenin ilmentymisen, toisin sanoen, sammuttamaan sen.
Kun transkriptiotekijä kytkee geenin päälle, RNA-polymeraasi nimeltään proteiini liikkuu pitkin DNA: ta ja muodostaa komplementaarisen RNA-sekvenssin, josta tulee sitten proteiini.
Vaikutus geeniekspressioon
Tapa, jolla DNA kääritään, voi vaikuttaa geenien ilmentymiseen tai mihin geeneihin kytketään virta. Kun kromosomit tiivistyvät tiukasti, DNA kääritään hyvin tiukasti, mikä tekee transkriptiotekijöiden vaikeaksi sitoutua DNA: han. Kun DNA on kääritty vähemmän tiukasti histonien ympärille, histonit itse voivat vaikuttaa geenien ilmentymiseen.
Modifikaatioita, kuten fosfaattiryhmien sitoutuminen, voi tapahtua histoneissa ja nämä modifikaatiot voivat aiheuttaa DNA: n sitoutumisen enemmän tai vähemmän tiukasti histoneihin. DNA: n alueet, jotka ovat vain löysästi sitoutuneet histoneihin, ovat helpommin saatavissa transkriptiotekijöille ja RNA-polymeraasille, mikä tekee näiden geenien käynnistymisen helpommaksi. Kun DNA on sidottu tiiviimmin histoneihin, transkriptiotekijöiden ja RNA-polymeraasin on kuitenkin vaikeampi sitoutua DNA: han, mikä tekee todennäköisemmäksi, että nuo geenit kytkeytyvät pois päältä.