Περιεχόμενο
Το DNA στο εσωτερικό ενός κυττάρου είναι οργανωμένο έτσι ώστε να ταιριάζει καλά στο μικρό μέγεθος ενός κυττάρου. Η οργάνωσή του διευκολύνει επίσης τον εύκολο διαχωρισμό των σωστών χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης. Ο βαθμός στον οποίο το ϋΝΑ είναι καλά περιτυλιγμένο μπορεί επίσης να επηρεάσει ποια γονίδια ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται, επηρεάζοντας την ικανότητα ορισμένων πρωτεϊνών να δεσμεύονται με το DNA.
Σε αυτό το post, επρόκειτο να ξεπεράσουν τις ιδιαιτερότητες καθενός από αυτά τα αποτελέσματα του σφιχτά τυλιγμένου DNA.
Δομή του DNA
Το DNA είναι ένα μεγάλο συγκρότημα, που αποτελείται από διάφορα δομικά στοιχεία γνωστά ως νουκλεοτίδια. Αυτά τα νουκλεοτίδια δεσμεύονται μαζί για να σχηματίσουν κλώνους DNA. Αυτοί οι κλώνοι μπορούν έπειτα να ζευγαριστούν, με βάση συμπληρωματικές αλληλουχίες των νουκλεοτιδίων. Η σύζευξη αυτών των κλώνων σχηματίζει αυτό που είναι γνωστό ως δομή διπλής έλικας.
Η διπλή έλικα του DNA στη συνέχεια τυλίγεται γύρω από ορισμένες πρωτεΐνες γνωστές ως ιστόνες. Αυτό επιτρέπει στο DNA να είναι πιο σφιχτά τυλιγμένο και ως εκ τούτου καταλαμβάνει λιγότερο χώρο μέσα στο κύτταρο. Το DNA μπορεί να συμπυκνωθεί ακόμη περισσότερο από τις ιστόνες που έρχονται σε στενή εγγύτητα μεταξύ τους. Αυτή η ακόμα πιο σφιχτή περιέλιξη του DNA προκαλεί το σχηματισμό χρωματισμένων ή συμπυκνωμένων χρωμοσωμάτων.
Συμπύκνωση χρωμοσωμάτων
Καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής ενός κυττάρου, το DNA τυλίγεται μόνο χαλαρά γύρω από τις ιστόνες και δεν είναι σε συμπυκνωμένη χρωμοσωμική μορφή. Η στενότερη περιτύλιξη ή συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων συμβαίνει μόνο κατά τη διάρκεια της μίτωσης, της διαδικασίας της κυτταρικής διαίρεσης. Κατά τη διάρκεια της μίτωσης, τα χρωμοσώματα συμπυκνώνονται έτσι ώστε κάθε χρωμόσωμα να είναι μια ξεχωριστή μονάδα.
Πριν από τη μίτωση, το κύτταρο αντιγράφει το DNA του έτσι ώστε να περιέχει δύο αντίγραφα του κάθε χρωμοσώματος. Τα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται στη μέση του κυττάρου κατά τη διάρκεια της μίτωσης, με τα ζεύγη των χρωμοσωμάτων να βρίσκονται δίπλα στο άλλο. Όταν το κύτταρο χωρίζεται, ένα αντίγραφο πηγαίνει σε κάθε ένα από τα προκύπτοντα κύτταρα.
Εάν τα χρωμοσώματα δεν ευθυγραμμιστούν σωστά, μπορεί να εμφανιστούν σοβαρές γενετικές ανωμαλίες, οι οποίες μπορεί να οδηγήσουν σε θάνατο του κυττάρου ή στον καρκίνο. Η συμπύκνωση του DNA σε σφραγισμένα χρωμοσώματα καθιστά την διαδικασία της ευθυγράμμισης χρωμίου και του διαχωρισμού κατά τη διάρκεια της μίτωσης πιο αποτελεσματική.
Πώς εκφράζεται ένα γονίδιο
Η γονιδιακή έκφραση ή η διαδικασία ενός γονιδίου που ενεργοποιείται και μεταγράφεται είναι μια πολύπλοκη διαδικασία. Περιλαμβάνει τη δέσμευση ορισμένων πρωτεϊνών, γνωστών ως μεταγραφικών παραγόντων, στο τμήμα του γονιδίου που ρυθμίζει την έκφρασή του. Οι περισσότεροι παράγοντες μεταγραφής προάγουν την έκφραση ενός γονιδίου. Ωστόσο, ορισμένοι παράγοντες μεταγραφής εμποδίζουν την έκφραση ενός γονιδίου, με άλλα λόγια, την απενεργοποίηση.
Μόλις ένας μεταγραφικός παράγοντας μετατρέψει ένα γονίδιο επάνω, μια πρωτεΐνη που ονομάζεται RNA πολυμεράση κινείται κατά μήκος του DNA και σχηματίζει μια συμπληρωματική αλληλουχία RNA, η οποία στη συνέχεια γίνεται πρωτεΐνη.
Επίδραση στην έκφραση γονιδίων
Ο τρόπος με τον οποίο τυλίγεται το DNA μπορεί να επηρεάσει τη γονιδιακή έκφραση ή τα γονίδια που ενεργοποιούνται. Όταν τα χρωμοσώματα είναι σφικτά συμπυκνωμένα, το ϋΝΑ περιτυλίσσεται πολύ σφιχτά, καθιστώντας δύσκολη την πρόσδεση των παραγόντων μεταγραφής στο DNA. Όταν το DNA είναι λιγότερο σφιχτά τυλιγμένο γύρω από τις ιστόνες, οι ίδιες οι ιστόνες μπορούν να επηρεάσουν τη γονιδιακή έκφραση.
Τροποποιήσεις, όπως δέσμευση φωσφορικών ομάδων, μπορούν να εμφανιστούν στις ιστόνες και αυτές οι τροποποιήσεις μπορούν να προκαλέσουν το DNA να δεσμεύεται περισσότερο ή λιγότερο σφιχτά στις ιστόνες. Οι περιοχές του DNA που είναι μόνο χαλαρά συνδεδεμένες με τις ιστόνες είναι πιο προσιτές σε παράγοντες μεταγραφής και πολυμεράση RNA, καθιστώντας τα γονίδια αυτά πιο εύκολα να ενεργοποιηθούν. Όταν όμως το DNA είναι πιο σφιχτά συνδεδεμένο με τις ιστόνες, είναι πιο δύσκολο για τους παράγοντες μεταγραφής και την πολυμεράση RNA να δεσμευτούν στο DNA, καθιστώντας πιο πιθανό ότι αυτά τα γονίδια θα απενεργοποιηθούν.