Molekylær
alt DNA er viklet omkring strukturer kaldet nukleosomer. Nukleosomer er sammensat af dobbeltstrenget DNA indpakket omkring en octamer af 8 histonproteiner, herunder to af hver af følgende: H2A, H2B, H3 og H4. Nukleosomer er den grundlæggende enhed for kromatin. Et yderligere histonprotein, H1, binder til DNA ‘ et lige ved siden af nukleosomet og fungerer i skabelsen af yderligere komprimering og mere kompleks kromatinstruktur, diskuteret nedenfor., Histonstabilisering sker via talrige protein-protein interaktioner, hydrogenbinding og elektrostatiske kræfter.Roger Kornberg, en fremtrædende DNA-og kromatinbiolog, foreslog modellen for nukleosomstruktur i 1974. Modellen var baseret på hans biokemiske eksperimenter, røntgendiffraktionsstudier og elektronmikroskopibilleder. Markus Noll ‘ s eksperiment gav imidlertid et visuelt fortolkeligt resultat for at forstå, hvordan DNA ombrydes omkring nukleosomerne. Hans eksperiment begyndte med kerner, der ikke blev ekstraheret DNA, hvilket gjorde strukturen af naturligt DNA lettere synlig., Hans eksperiment favoriserede teorien om, at DNA blev viklet på ydersiden af nukleosomenheden, og hvert nukleosom består af cirka 200 basepar DNA.
DNA ‘ et ombrydes omkring denne kugle af proteiner cirka 2 gange, efterfulgt af en kort linkerregion på cirka 20-60 basepar længe før en anden histonoctamer eller nukleosomformer. Hvert nukleosom er 10 til 11 nanometer i diameter. 146 eller 147 basepar af DNA forbinder med hvert nukleosom., Linkerregionen varys i længden afhængigt af art og celletype, og regionen af kromosomet, der enten transkriberes eller ikke transkriberes. Nukleosomet efterfulgt af en spacer efterfulgt af et nukleosom og så videre giver det udseende af perler langs en streng. For at kontrollere DNA-ekspression og regulering af gener er der N-terminale “haler”, der stikker ud fra histonproteinet. Disse proteiner haler kan modificeres ved acetylering, methylering, og phosphorylering, og disse modifikationer vil påvirke gen regulering. Methylering undertrykker udtryk., Acetylering øger ekspressionen.
nukleosomer kondenseres yderligere til sløjfer, som yderligere kondenseres til kromsomer kun i tider med celledeling for at sikre systematisk og nøjagtig DNA-arv i den næste generation af celler. Denne effektive emballage fungerer ikke kun som en måde at passe de 6 fødder DNA ind i hver celle, men det giver også mulighed for, at bestemte dele af DNA ‘ et systematisk interagerer med hinanden.
celledeling gennem mitose og meiose er dækket gennem en anden StatPearls-gennemgang.,
yderligere DNA-bindende proteiner, kendt som ikke-histonproteiner, er en stor gruppe af heterogene proteiner, der spiller en rolle i organisering og komprimering af kromosomet i strukturer af højere orden. H1-proteinet er vigtigt i disse højere ordens strukturer. Sekundære strukturer til kromatin er Magnetventilmodellen og Zigagagmodellen. Solenoidmodellen består af tæt viklede nukleosomer i en regelmæssig spiralkonfiguration indeholdende 6 nukleosomer pr. Modeligagag-modellen er en smule løsere form for kromatin med uregelmæssig konfiguration., I denne model har nukleosomer lidt ansigt til ansigt kontakt. I både solenoiden og zig modelag-modellen er fibre 30-nanometer i størrelse.
fra solenoidstørrelsen pakkes kromatin yderligere og kondenseres til kromsomer. Kromosomer har forskellige regioner kaldet heterochromatin regioner og euchromatin regioner. Heterochromatin regioner er tæt sammenpresset der på telomerer og centromeres er disse områder af kromosomet er altid heterochromatin, og de er altid tæt pakket, hvor DNA er meget tæt sammenrullet omkring proteiner., Disse regioner kan visualiseres mikroskopisk gennem forskellige pletter anvendt på metafasekromosomer. Selvom DNA ser ud til at være uorganiseret intranukleært under interfase, er der stadig betydelig struktur og opdeling af forskellige kromsomale materialer i kernen. DNA ‘ et fra individuelle kromosomer er ikke sammenflettet med andre kromosomer, men forbliver i specifikke områder af kernen kaldet kromosomområder. Disse områder kan hjælpe med at bringe forskellige gener i rumlig relation med hinanden, hvilket anses for at være en vigtig regulator af genekspression.,
ud over behovet for systematisk komprimering af DNA til replikation og celledeling er det vigtigt for interfasecellen at have sin DNA organiseret i kernen. Denne organisation hjælper med at dele DNA ‘ et i forskellige områder af celleudtryk blandt andre funktioner. Kernen består af en nuklear dobbeltlags membranmatri.sammensat af forskellige typer proteiner, der sikrer nuklear stabilitet og letter nuklear organisation., Denne organisation er på ingen måde statisk, og en overflod af komplicerede mekanismer vil ændre DNA-ekspression midlertidigt og geografisk i kroppen. Den nukleare lamina er lige under den indre membran i kernen, hvor stilladsproteiner og Matri attachmentfastgørelsesproteiner lever. Eukaryotisk DNA er organiseret i sløjfer, som kan være ret varierende i længde fra 25 til 200 basepar lange. Inden for den faktiske genetiske DNA-kode er der specifikke sekvenser, der muliggør fastgørelse af disse MARs og SARs langs den nukleare lamina., Disse regioner kaldes Matri attachment vedhæftningsregioner (MARs) eller stillads vedhæftningsregioner (SARs), hvor DNA ‘ et er bundet til Matri theen eller stilladset i kromosomet, og MARs er fastgjort til den nukleare Matri., der skaber disse radiale sløjfer. Disse områder har ikke en fælles sekvens i DNA ‘ et. De er enten konstitutive eller fakultative.