Molekylär
allt DNA lindas runt strukturer som kallas nukleosomer. Nucleosomes består av dubbelsträngat DNA lindade runt en octamer av 8 histonproteiner inklusive två av varje av följande: H2A, H2B, H3 och H4. Nukleosomer är den grundläggande enheten för kromatin. Ett ytterligare histonprotein, H1, binder till DNA precis bredvid nukleosomen och fungerar vid skapandet av ytterligare komprimering och mer komplex kromatinstruktur, diskuteras nedan., Histonstabilisering sker via många protein-protein interaktioner, vätebindning och elektrostatiska krafter.
Roger Kornberg, en framstående DNA-och kromatinbiolog, föreslog modellen av nukleosomstruktur 1974. Modellen baserades på hans biokemiska experiment, röntgendiffraktionsstudier och elektronmikroskopibilder. Markus Noll experiment gav dock ett visuellt tolkbart resultat för att förstå hur DNA sveper runt nukleosomerna. Hans experiment började med kärnor som inte extraherades DNA, vilket gör strukturen av naturligt DNA lättare uppenbart., Hans experiment gynnade teorin om att DNA lindades på utsidan av nukleosomenheten, och varje nukleosom består av cirka 200 baspar av DNA.
DNA sveper runt denna boll av proteiner ca 2 gånger, följt av en kort linker region av ca 20-60 baspar långt innan en annan histone oktamer eller nukleosom former. Varje nukleosom är 10 till 11 nanometer i diameter. Cirka 146 eller 147 baspar av DNA associerar med varje nukleosom., Länkarregionen varys i längd beroende på art och celltyp, och regionen av kromosomen som antingen transkriberas eller inte transkriberas. Nukleosomen följt av en distans följt av en nukleosom och så vidare ger det utseende av pärlor längs en sträng. För att kontrollera DNA-uttryck och reglering av gener finns det N-terminala ”svansar” som sticker ut från histonproteinet. Dessa proteiner svansar kan modifieras genom acetylering, metylering och fosforylering, och dessa modifieringar kommer att påverka genreglering. Metylering undertrycker uttryck., Acetylering ökar uttrycket.
nukleosomer kondenseras ytterligare i loopar, vilket ytterligare kondenserar till kromsomer endast under tider av celldelning för att säkerställa systematisk och korrekt DNA-arv i nästa generation av cell. Denna effektiva förpackning fungerar inte bara som ett sätt att passa de 6 fot DNA i varje cell, men det gör det också möjligt för vissa delar av DNA att interagera med varandra systematiskt.
celldelning genom mitos och meios täcks genom en annan StatPearls recension.,
ytterligare DNA-bindande proteiner, kända som icke-histonproteiner, är en stor grupp heterogena proteiner som spelar en roll i Organisation och komprimering av kromosomen till högre ordningsstrukturer. H1-proteinet är viktigt i dessa högre orderstrukturer. Sekundära strukturer till kromatin är Solenoid-modellen och ZigZag-modellen. Solenoidmodellen består av tätt sårade nukleosomer i en regelbunden spiralkonfiguration innehållande 6 nukleosomer per varv. Zigzag-modellen är lite lösare form av kromatin med oregelbunden konfiguration., I denna modell har nukleosomer liten ansikte mot ansikte kontakt. I både Solenoid och ZigZag-modellen är fibrerna 30-nanometer i storlek.
från magnetstorleken förpackas kromatin ytterligare och kondenseras till kromsomer. Kromosomer har olika regioner som kallas heterokromatinregioner och eukromatinregioner. Heterochromatinregioner är tätt komprimerade där vid telomererna och centromererna, dessa regioner i kromosomen är alltid heterochromatin, och de är alltid tätt förpackade där DNA är mycket tätt lindad runt proteiner., Dessa regioner kan visualiseras mikroskopiskt genom olika fläckar appliceras på metafas kromosomer. Även om DNA verkar vara oorganiserat intranukleärt under interfas, finns det fortfarande signifikant struktur och partitionering av olika kromsomala material inom kärnan. DNA från enskilda kromosomer är inte sammanflätade med andra kromosomer men förblir i specifika regioner i kärnan kallas kromosomområden. Dessa områden kan bidra till att få olika gener i rumslig relation med varandra, vilket anses vara en viktig regulator av genuttryck.,
förutom behovet av systematisk komprimering av DNA för replikation och celldelning är det viktigt för interfascellen att ha sitt DNA organiserat inom kärnan. Denna organisation hjälper till att skära DNA i olika områden av celluttryck bland andra funktioner. Kärnan består av en nukleär dubbelskiktad membranmatris sammanställd av olika typer av proteiner som säkerställer kärnstabilitet och underlättar kärnorganisation., Denna organisation är ingalunda statisk och en uppsjö av komplicerade mekanismer kommer att förändra DNA-uttryck temporalt och geografiskt inom kroppen. Kärnlaminan ligger strax under kärnans inre membran, där byggnadsproteiner och matrisfästproteiner lever. Eukaryotiskt DNA är organiserat i slingor, som kan vara ganska varierande i längd från 25 till 200 baspar långa. Inom den faktiska genetiska koden för DNA finns det specifika sekvenser som möjliggör fastsättning av dessa MARs och SARs längs kärnlaminen., Dessa regioner kallas matrix attachment regions (MARs) eller scaffold attachment regions (SARS) där DNA är bunden till matrisen eller byggnadsställningen av kromosomen, och MARs är fästa vid kärnmatrisen som skapar dessa radiella loopar. Dessa områden har ingen gemensam sekvens inom DNA. De är antingen konstitutiva eller fakultativa i naturen.