Tartalom
A sejt belsejében lévő DNS úgy van elrendezve, hogy jól illeszkedjen a sejt kicsi méretéhez. Szervezete megkönnyíti a helyes kromoszómák könnyű elválasztását a sejtosztódás során. A DNS szoros burkolásának mértéke befolyásolhatja a be- vagy kikapcsolódó géneket is, azáltal, hogy befolyásolja egyes fehérjék képességét a DNS-hez kötődni.
Ebben a bejegyzésben áttekintettük a szorosan becsomagolt DNS mindezen hatásainak sajátosságait.
A DNS szerkezete
A DNS egy nagy komplex, amely több építőelemből áll, nukleotidoknak nevezzük. Ezek a nukleotidok összekapcsolódnak, hogy DNS-szálakat képezzenek. Ezek a szálak ezután párosulhatnak, a nukleotidok komplementer szekvenciái alapján. Ezen szálok párosítása képezi az úgynevezett kettős spirál szerkezetet.
A DNS kettős spirálját ezután bizonyos fehérjékre tekercselik, amelyeket hisztonoknak hívnak. Ez lehetővé teszi a DNS szorosabb becsomagolását, és ezért kevesebb helyet foglal el a sejtben. A DNS tovább kondenzálódhat, ha a hisztonok egymáshoz közel vannak. A DNS még szorosabb tekercselése szorosan becsomagolt vagy kondenzált kromoszómák kialakulását okozza.
Kromoszóma kondenzáció
A sejt életének nagy részében a DNS csak lazán burkolózik a hisztonok körül, és nem kondenzált kromoszóma formájában van. A kromoszómák szorosabb burkolózása vagy kondenzációja csak a mitózis, a sejtosztódás folyamata során fordul elő. A mitózis során a kromoszómák kondenzálódnak, így minden kromoszóma különálló egység.
A mitózis előtt a sejt lemásolja a DNS-ét, hogy az egyes kromoszómák két példányát tartalmazza. A mitózis során a kromoszómák a sejt közepén igazodnak egymás mellé. Amikor a cella osztódik, egy példány kerül a kapott cellákra.
Ha a kromoszómák nem igazodnak megfelelően, akkor súlyos genetikai rendellenességek léphetnek fel, amelyek a sejt halálához vagy rákhoz vezethetnek. A DNS kondenzálása szorosan csomagolt kromoszómákká hatékonyabbá teszi a kromoszóma igazítás és szétválasztás folyamatát a mitózis során.
Hogyan expresszálódik a gén
A génexpresszió, vagy egy gén bekapcsolásának és átírásának folyamata összetett folyamat. Ez magában foglalja bizonyos fehérjék, úgynevezett transzkripciós faktorok kötődését a gén azon részéhez, amely szabályozza annak expresszióját. A legtöbb transzkripciós faktor elősegíti a gén expresszióját; azonban néhány transzkripciós faktor megakadályozza a gén expresszálódását, más szóval, kikapcsolja azt.
Amint a transzkripciós faktor bekapcsolja a gént, az RNS-polimeráznak nevezett protein mozog a DNS mentén, és az RNS komplementer szekvenciáját képezi, amely ezután fehérjévé válik.
Hatás a gén expresszióra
A DNS becsomagolásának módja befolyásolhatja a gén expresszióját, vagy azt, hogy melyik gént kapcsolják be. Amikor a kromoszómák szorosan kondenzálódnak, a DNS-t nagyon szorosan becsomagolják, megnehezítve a transzkripciós faktorok kötődését a DNS-hez. Ha a DNS-t kevésbé szorosan tekercselik a hisztonok körül, akkor a maguk a hisztonok befolyásolhatják a gén expresszióját.
Olyan módosítások, mint például a foszfátcsoportok kötése, megtörténhetnek a hisztonokon, és ezek a módosítások a DNS-ek többé-kevésbé szoros kötődését okozhatják a hisztonokhoz. A DNS olyan régiói, amelyek csak lazán kapcsolódnak a hisztonokhoz, könnyebben hozzáférhetők a transzkripciós faktorokhoz és az RNS-polimerázhoz, megkönnyítve ezeknek a géneknek a bekapcsolódását. Ha azonban a DNS szorosabban kötődik a hisztonokhoz, akkor a transzkripciós faktorok és az RNS-polimeráz nehezebben kötődik a DNS-hez, így valószínűbb, hogy ezek a gének kikapcsolódnak.