Chromatin je komplex makromolekuly složené z DNA, RNA a bílkovin, která se nachází uvnitř jádra eukaryotických buněk. Chromatin existuje ve dvou formách: heterochromatin (kondenzovaný) a euchromatin (rozšířený). Primární proteinové složky chromatinu jsou histony, které pomáhají organizovat DNA do „korálek-like“ struktury zvané nucleosomes tím, že poskytuje základ, na kterém je DNA může být zabalen kolem. Nukleosom se skládá ze 147 párů bází DNA, která je ovinuta kolem sady 8 histonů nazývaných oktomer. Nukleosom může být dále složen za vzniku chromatinového vlákna. Chromatinová vlákna jsou stočena a kondenzována za vzniku chromozomů. Chromatin umožňuje řadu buněčných procesů, včetně replikace DNA, transkripce, opravy DNA, genetické rekombinace a buněčného dělení.
Chromatin, Chromosomy a Chromatidy,
Lidé často pletou tyto tři podmínky: chromatinu, chromozom, a chromatid. Zatímco všechny tyto tři struktury jsou složeny z DNA a proteinů v jádře, každá je jedinečně definována.
jak bylo uvedeno výše, chromatin se skládá z DNA a histonů, které jsou baleny do tenkých vláknitých vláken. Chromatin prochází další kondenzací za vzniku chromozomu. Chromatin je tedy nižším řádem organizace DNA, zatímco chromozomy jsou vyšším řádem organizace DNA.
chromozomy jsou jednovláknové seskupení kondenzovaného chromatinu. Během procesů buněčného dělení mitózy a meiózy se chromozomy replikují, aby zajistily, že každá nová dceřiná buňka obdrží správný počet chromozomů. Duplikovaný chromozom je dvouvláknový a má známý tvar X. Oba prameny jsou identické a Spojené v centrální oblasti zvané centromere.
chromatid je jeden ze dvou řetězců replikovaného chromozomu. Chromatidy Spojené centromerou se nazývají sesterské chromatidy. Na konci buněčného dělení se sesterské chromatidy oddělují a stávají se dceřinými chromozomy v nově vytvořených dceřiných buňkách.
funkce chromatinu
balení DNA
Toto je nejzákladnější funkce chromatinu: zhutnění dlouhých řetězců DNA.Délka DNA v jádru je mnohem větší než velikost oddělení, ve kterém je uložena. Aby se DNA vešla do tohoto kompartmentu, musí být nějakým způsobem kondenzována. Poměr balení se používá k popisu stupně kondenzace DNA. Pro dosažení celkového poměru balení není DNA balena přímo do struktury chromatinu. Místo toho obsahuje několik hierarchií organizace.
první úrovně balení je dosaženo vinutím DNA kolem nukleosomu, což dává balicí poměr asi 6. Tato struktura je invariantní jak v euchromatinu, tak v heterochromatinu všech chromozomů. Druhou úrovní balení je balení kuliček ve vlákně 30 nm, které se nachází jak v interfázovém chromatinu, tak v mitotických chromozomech. Tato struktura zvyšuje poměr balení na přibližně 40. Konečné balení nastane, když vlákno je organizováno do smyček, lešení a domén, které dávají finální balení poměru asi 1000 v mezifázové chromatinu a asi 10.000 v mitotických chromozomů.
Přepis Nařízení
Transkripce je proces, při kterém se genetická informace uložená v DNA je číst proteiny a poté přepsány do RNA a že RNA později budou přeloženy do funkčních proteinů. Pokud se chromatin zesílí a omezí přístup k přečteným proteinům, nedochází k žádné transkripci. Euchromatin, rozšířený typ chromatinu, může provádět proces transkripce. Zatímco heterochromatin, kondenzovaný Typ chromatinu, je zabalen příliš těsně na to, aby DNA mohla být čtena proteiny.
kolísání mezi otevřeným a uzavřeným chromatinem může přispět k diskontinuitě transkripce nebo k prasknutí transkripce. Pravděpodobně se mohou jednat o další faktory, jako je asociace a disociace komplexů transkripčních faktorů s chromatinem. Fenomén, oproti jednoduchý pravděpodobnostní modely transkripce, může představovat vysoká variabilita v genové exprese vyskytující se mezi buňkami v izogenní populace
Chromatin a Opravy DNA
balení DNA do chromatinu představuje překážku pro všechny DNA založené na procesech. Díky vysokému dynamickému uspořádání proteinů a DNA může chromatin snadno změnit svůj tvar a strukturu. K relaxaci chromatinu dochází rychle v místě poškození DNA, což umožňuje opravným proteinům vázat se na DNA a opravit ji.
Reference:
1. Příchody D E. Struktura a funkce chromatinu . Pokroky v lidské genetice. Springer US, 1972: 237-431.
2. Widom J. struktura, dynamika a funkce chromatinu in vitro . Roční přehled biofyziky a biomolekulární struktury, 1998, 27(1): 285-327.
3. Mercer T R, Mattick J S. struktura a funkce dlouhých nekódujících RNA v epigenetické regulaci . Nature structural & molekulární biologie, 2013, 20(3): 300-307.