molekulární
veškerá DNA je obalena kolem struktur zvaných nukleosomy. Nucleosomes jsou složeny z dvouvláknové DNA omotal kolem octamer 8 histonů proteinů, včetně dvou pro každé z následujících: H2A, H2B, H3 a H4. Nukleosomy jsou základní jednotkou chromatinu. Další histon bílkovin, H1 se váže na DNA těsně vedle nucleosome a funkce v tvorbě dalších zhutnění a složitější strukturou chromatinu, popsány níže., Stabilizace histonu probíhá prostřednictvím četných interakcí protein-protein, vodíkové vazby a elektrostatických sil.
Roger Kornberg, významný biolog DNA a chromatinu, navrhl model nukleosomové struktury v roce 1974. Model byl založen na jeho biochemických experimentech, rentgenových difrakčních studiích a obrazech elektronové mikroskopie. Experiment Markuse Nolla však dal vizuálně interpretovatelný výsledek, aby pochopil, jak se DNA obaluje kolem nukleosomů. Jeho experiment začal s jádry, které nebyly extrahovány DNA, takže struktura přirozené DNA je snadněji zřejmá., Jeho experiment oblíbené teorii, že DNA byla navinuta na vnější nucleosome jednotky, a každý nucleosome se skládá z přibližně 200 párů bází DNA.
DNA obtéká kolem této koule proteinů o 2 krát, následuje krátký linker regionu o 20-60 párů bází dlouho předtím, než další histonů octamer nebo nucleosome formy. Každý nukleosom má průměr 10 až 11 nanometrů. Přibližně 146 nebo 147 párů bází DNA se spojuje s každým nukleosomem., Oblast linker se liší délkou v závislosti na druhu a typu buněk a oblasti chromozomu, který je buď přepsán, nebo není přepsán. Nukleosom následovaný rozpěrkou následovanou nukleosomem a tak dále mu dávají vzhled korálků podél řetězce. Aby bylo možné kontrolovat expresi DNA a regulaci genů, z histonového proteinu vyčnívají N-terminální „ocasy“. Tyto proteiny ocasy mohou být modifikovány acetylací, methylací a fosforylací a tyto modifikace ovlivní regulaci genu. Methylace potlačuje expresi., Acetylace zvyšuje expresi.
Nucleosomes jsou dále kondenzuje do smyčky, které dále kondenzují do chromsomes pouze v době dělení buněk k zajištění systematické a přesné DNA dědičnosti do další generace buněk. Tento účinný obal slouží nejen jako způsob, jak do každé buňky vložit 6 stop DNA, ale také umožňuje jednotlivým částem DNA systematicky interagovat.
dělení buněk přes mitózu a meiózu je pokryto odlišným StatPearls review.,
Další DNA vazebné proteiny, známé jako non-histon proteiny jsou velká skupina heterogenních proteinů, které hrají roli v organizaci a zhutnění chromozomu do vyššího řádu struktury. Protein H1 je nezbytný v těchto strukturách vyššího řádu. Sekundární struktury chromatinu jsou solenoidový model a cikcakový model. Solenoidový model se skládá z těsně navinutých nukleosomů v pravidelné spirální konfiguraci obsahující 6 nukleosomů na otáčku. Model Zigzag je trochu volnější formou chromatinu s nepravidelnou konfigurací., V tomto modelu mají nukleosomy malý osobní kontakt. V solenoidu i modelu ZigZag mají vlákna velikost 30 nanometrů.
z velikosti solenoidu je chromatin dále balen a kondenzován do chromsomů. Chromozomy mají různé oblasti nazývané heterochromatinové oblasti a euchromatinové oblasti. Heterochromatin regiony jsou pevně zhutněné tam na telomery a centromery, tyto oblasti chromozomu jsou vždy heterochromatin, a oni jsou vždy pevně zabalené, kde DNA je velmi pevně stočený kolem bílkovin., Tyto oblasti lze vizualizovat mikroskopicky prostřednictvím různých skvrn aplikovaných na metafázové chromozomy. I když se zdá, že DNA je neorganizovaná intranukleárně během mezifáze, v jádru stále existuje významná struktura a rozdělení různých chromsomálních materiálů. DNA z jednotlivých chromozomů není spjata s jinými chromozomy, ale zůstává v konkrétních regionech jádra se nazývá chromozom území. Tato území mohou pomoci přinést různé geny do prostorového vztahu mezi sebou, což je považováno za důležitý regulátor genové exprese.,
kromě potřeby systematického zhutňování DNA pro replikaci a dělení buněk je důležité, aby interfázová buňka měla svou DNA organizovanou v jádru. Tato organizace pomáhá rozdělit DNA do různých oblastí buněčné exprese mezi další funkce. Jádro se skládá z jaderné dvouvrstvé membránové matrice sestavené z různých typů proteinů, které zajišťují jadernou stabilitu a usnadňují jadernou organizaci., Tato organizace není v žádném případě statická a nepřeberné množství komplikovaných mechanismů změní expresi DNA dočasně a geograficky v těle. Jaderná lamina je těsně pod vnitřní membránou jádra, kde žijí proteiny lešení a proteiny pro připojení matrice. Eukaryotická DNA je uspořádána do smyček, které mohou být poměrně variabilní v délce od 25 do 200 párů bází. V rámci skutečného genetického kódu DNA existují specifické sekvence, které umožňují připojení těchto Marsu a SARs podél jaderné laminy., Tyto regiony se nazývají matice přílohu regiony (MARs) nebo lešení přílohu regiony (Sar), kde DNA je vázána do matrice nebo lešení chromozomu, a MARs jsou připojeny k jaderné matrix vytváření těchto radiální smyčky. Tyto oblasti nemají společnou sekvenci v DNA. Jsou buď konstitutivní nebo fakultativní povahy.