Ökromatin hafifçe paketlenmiş kromatin ve bir çok organizma genomu kodlayan gen dizilerinin büyük kısmını içeren oluşmaktadır Ökaryotik kromozomların kısmıdır.
Ökaryotik kromozomların bu bölgesi, transkripsiyonel olarak aktif alanlarla ilişkilidir, bu yüzden bir organizmanın hücreleri için büyük önem taşır. Bölünmeyen hücrelerde, mitotik ve / veya mayotik hücre bölünmesinden bir adım önce yoğunlaşırken veya sıkıştırılırken heterokromatin haline geldiği için açıkça görülebilir.
Euchromatin'e transkripsiyon makinesinden erişilebilir (Kaynak: Wikimedia Commons aracılığıyla Wenqiang Shi)
Öykromatin, kromatinin iki tür yapısal organizasyonundan biridir, ikincisi, fakültatif veya kurucu olabilen heterokromatindir.
yapı
Ökromatinin yapısı, birçok ders kitabında bulunan kromatinin yapısı gibi tam olarak tanımlanabilir, çünkü ikincisi ile heterokromatin arasındaki birkaç farktan biri, DNA + protein zincirinin sıkışma veya yoğunlaşma seviyesidir.
kromatin
Ökaryotik organizmaların DNA'sı, çok sayıda proteinle yakın ilişki içinde çekirdekte bulunur. Bu proteinler arasında, kromozomal DNA ipliklerini "organize etmek" ve yoğunlaştırmaktan sorumlu olan histonlar, bu büyük moleküllerin bu kadar küçük bir alana "girmesine" ve genlerin ekspresyonunu kontrol etmesine izin verir.
Her ökaryotik kromozom, tek bir DNA ipliğinden ve çok sayıda histon proteininden oluşur. Bu yapılar önemli ölçüde dinamiktir, çünkü sıkıştırma dereceleri yalnızca hücresel transkripsiyonel ihtiyaçlara bağlı olarak değil, aynı zamanda hücre döngüsünün anına ve bazı çevresel sinyallere bağlı olarak da değiştirilir.
Kromatin sıkıştırmasındaki değişiklikler, bir şekilde genetik ekspresyon düzeyini etkiler (bazı bölgelerde diğerlerinden daha fazla), bu nedenle epigenetik bilgi düzenlemesine karşılık gelir.
Histonlar, her bir kromozomun DNA ipliklerinin uzunluğunun neredeyse 50 kat kısaltılmasına izin verir; bu, hücre bölünmesi sırasında özellikle önemlidir, çünkü kromatin sıkıştırması, yavru hücreler arasında kromozomların doğru ayrılmasını sağlar.
Histon oktameri
Ökaryotik kromozomların DNA molekülleri, sekiz histon proteininden (H2A, H2B, H3 ve H4) oluşan "silindirik" bir yapı etrafına sarılır. Oktamerik çekirdek, H2A ve H2B'nin iki dimeri ve H3 ve H4 proteinlerinin bir tetramerinden oluşur.
Histonlar, örneğin lizin ve arginin gibi çok sayıda pozitif yüklü amino asit kalıntısına sahip oldukları için temel proteinlerdir. Bu pozitif yükler elektrostatik olarak DNA moleküllerinin negatif yükleriyle etkileşime girerek protein çekirdeği ile birleşmesini destekler.
Her histon oktameri, nükleozom olarak bilinen şeyi oluşturan yaklaşık 146 baz çiftini sarar. Kromatin, kısa bir DNA parçası ve H1 adı verilen bir histon köprüleme veya bağlantı proteini ile birbirine bağlanan ardışık nükleozomlardan oluşur. Bu konfigürasyon, DNA uzunluğunu başlangıç uzunluğuna göre yaklaşık 7 kat azaltır.
Histon proteinleri ayrıca nükleozomlardan çıkıntı yapan ve kromatinin sıkıştırma seviyesini değiştirebilen kovalent modifikasyonlara uğrayabilen amino asit "kuyruklarına" da sahiptir (sıkıştırma aynı zamanda DNA'nın kovalent modifikasyonlarından da etkilenir, örneğin sitokin metilasyonu, sıkıştırmayı kolaylaştırır).
Her hücrenin yaşam süresine bağlı olarak, nükleozomlardan oluşan iplik daha da yoğunlaşarak, DNA molekülünün uzunluğunu 7 kat daha kısaltan "30 nm fiber" olarak bilinen lifli bir yapı oluşturabilir.
Bu 30 nm fiber, çekirdek içinde radyal ilmekler şeklinde organize edilebilir; bu döngüler, transkripsiyonel olarak aktif genleri barındırmasıyla karakterize edilir ve ökromatine karşılık gelir.
Ökromatin ve heterokromatin
Ökromatin ve heterokromatin, iki tür kromatin organizasyonudur. Heterokromatin, bir kromozomun en kompakt veya "kapalı" kısmıdır; hipoasetilasyon ve hipermetilasyonun biyokimyasal işaretleri ile karakterize edilir (daha yüksek ökaryotlarda histon H3'ün 9 kalıntısının metilasyonu).
Heterokromatin ile bağlantılı olan, transkripsiyonel olarak sessiz genomik bölgeler, tekrarlayan dizilerin bölgeleri ve istila eden transpoze edilebilir elemanların ve retrotranspozonların "körelmiş" bölgeleridir.
Çekirdekteki kromatinin organizasyonu (Kaynak: Sha, K. ve Boyer, LA Pluripotent hücrelerin kromatin imzası (31 Mayıs 2009), StemBook, ed. The Stem Cell Research Community, StemBook, doi / 10.3824 / stembook. 1.45.1, http://www.stembook.org. Wikimedia Commons aracılığıyla)
Heterokromatin, bu yapıların uçlarının korunması ve hücre bölünmesi olayları sırasında doğru ayrılmaları için işlevsel olarak önemli olan kromozomların telomerik ve sentromerik bölgelerini oluşturur.
Ek olarak, bir hücrenin transkripsiyonel ihtiyaçlarına bağlı olarak, kromatinin bir kısmı bir seferde heterokromatin olabilir ve bu sıkıştırmayı başka bir zamanda serbest bırakabilir.
Euchromatin, aksine, hiperasetilasyon ve hipometilasyon ile, daha spesifik olarak H3 ve H4 histonlarının lizin 4 tortusundaki asetil grubu "etiketleri" ile karakterize edilir.
Kromatinin "daha gevşek" bölgelerine karşılık gelir ve genellikle transkripsiyonel açıdan en aktif kısımları, yani en fazla sayıda kodlama geninin gruplandırıldığı kısımları temsil eder.
Ökromatinin fonksiyonları
Ökromatin, hücreler bölünmediğinde, yani kromozomlar yoğunlaşmadığında ve karakteristik şekillerini sergilemediğinde hücre çekirdeğinde çok bol miktarda bulunur.
Kromatinin bu kısmının en fazla sayıda transkripsiyonel olarak aktif gen içerdiği göz önüne alındığında, ökromatinin gelişimde olduğu kadar metabolizma, fizyoloji ve hücrelerde bulunan hayati biyolojik süreçlerin düzenlenmesinde de önemli işlevleri vardır.
Neden?
Çünkü "aktif" genler, bir hücrenin tüm metabolik ve fizyolojik süreçlerini gerçekleştirmek için gerekli olan tüm protein ve enzimleri kodlar.
Proteinleri kodlamayan, aynı zamanda transkripsiyonel bakış açısından da aktif olan genler, genellikle düzenleyici işlevlere sahiptirler, yani küçük RNA molekülleri, transkripsiyon faktörleri, ribozomal RNA'lar vb. İçin kodlarlar.
Bu nedenle, transkripsiyonel işlemlerin düzenlenmesi, ökromatinin içerdiği bilgilerin yanı sıra hücre bölünmesi ve büyümesi ile ilgili işlemlerin düzenlenmesine de bağlıdır.
Referanslar
- Brooker, R., Widmaier, E., Graham, L., Stiling, P., Hasenkampf, C., Hunter, F.,… & Riggs, D. (2010). Biyoloji.
- Eissenberg, J., Elgin, S. (2005) Heterochromatin ve Euchromatin. Yaşam Bilimleri Ansiklopedisi. John Wiley & Sons, Ltd.
- Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT ve Miller, JH (2005). Genetik analize giriş. Macmillan.
- Grunstein, M., Hecht, A., Fisher-Adams, G., Wan, J., Mann, RK, Strahl-Bolsinger, S., … & Gasser, S. (1995). Mayadaki histonlar tarafından ökromatin ve heterokromatinin düzenlenmesi. J Cell Sci, 1995 (Ek 19), 29-36.
- Tamaru, H. (2010). Ökromatin / heterokromatin bölgesinin sınırlandırılması: jumonji çizgiyi aşıyor. Genler ve gelişim, 24 (14), 1465-1478.