Hvordan er histoner relatert til nukleosomer
Share
Et diploid menneskelig genom består av rundt 6 milliarder basepar tett pakket inn i 23 kromosomer inne i kjernen. Histoner er proteiner som er involvert i den kompakte pakningen av DNA i et mikroskopisk rom. Kromatin er det resulterende DNA-proteinkomplekset. Den grunnleggende gjentakende enhet av kromatin er nukleosomet. Nukleosomet består av en lengde av DNA spolet rundt en kjerne av histon. Histoner er positivt ladede proteiner, og DNA er negativt ladet. Histonkjernen dannes av en proteinoktomer, som kombinerer to av hver fire histoner, H2A, H2B, H3 og H4. Hvert kromosom består av tusenvis av nukleosomer som er sammenkoblet med DNA-strekker. Strukturen av nukleosomer gir et perler-på-streng utseende til kromatin.
Nøkkelområder dekket
1. Hva er histoner
- Definisjon, Typer, rolle
2. Hvordan er histoner relatert til nukleosomer
- Dannelse av nukleosomer
Nøkkelbetingelser: Kromatin, Kromatosom, DNA, Histonkern, Linker DNA, Nukleosom
Hva er histoner
Histoner er grunnleggende typer proteiner funnet i kromatin. De er små, positivt ladede proteiner. H1, H2A, H2B, H3 og H4 er typer histoner. I kjernen er de forbundet med DNA, noe som bidrar til å kondensere det til kromatin. Alle typer histoner er involvert i dannelsen av histonkjernen rundt hvilken DNA wraps. Dannelsen av en histontonokamer er vist i Figur 1.
Figur 1: Histonkernformasjon
Histoner spiller en viktig rolle i genregulering ved å danne to typer kromatin kjent som eukromatin og heterochromatin. Eukromatin inneholder løst pakket DNA; derfor viser det høye uttrykkshastigheter. Imidlertid inneholder heterochromatin tett pakket DNA. Derfor er gener i heterochromatin sjelden uttrykt.
Hvordan er histoner relatert til nukleosomer
DNA er negativt ladede molekyler på grunn av tilstedeværelsen av en fosfatgruppe i sukkerfosfat-ryggraden. Derfor kan positivt ladede histoner binde seg med DNA på en svært stram måte. Den sterkt kondenserte strukturen av DNA dannes ved innpakning av DNA rundt histonproteinkjerner. Det innpakket DNA rundt en histonkjerne er vist i figur 2.
Figur 2: Nukleosom
nucleosome Fungerer som den grunnleggende strukturelle og gjentakende enhet av kromatin, som genererer perlene på et strengutseende. Den består av en histonkjerne og en DNA-strekk innpakket rundt den. En histonokamer eller histonkjernen dannes ved å kombinere to av de fire typene histoner, H2A, H2B, H3 og H4. En 146-basis par-lang DNA-strekk er viklet rundt histon for å danne en nukleosom. Denne DNA-strekkinnpakningen omgir ca. 1,7 omdreininger på histontonen. Deretter binder en annen type histon kjent som H1 til histonkjernen, noe som tillater ytterligere 20 basepar DNA. Dette resulterer i innpakning av DNA-strekk i to komplette runder rundt histonkjernen. Denne strukturen er kjent som en chromatosome. Derfor blir en 166-base-par-lang DNA-strekk innpakket rundt et kromatosom. Konstruksjonen av kromatosomet er vist i figur 3.
Figur 3: Kromatosom
Hvert kromosom består av tusenvis av nukleosomer som er felles sammen av DNA-strekker kjent som linker-DNA. Linker DNA består av 20 basepar. Dette danner lange kjeder av nukleosomer som gir perlene på en stingstruktur under mikroskopet.
Emballasjen til DNA i nukleosomer forkorter DNA-strengens lengde i syvfoldig. Diameteren av den dannede kromatinfiberen er 20 nm. Kromatin blir imidlertid videre viklet inn i en 30 nm fiber, som danner strukturen i høyere rekkefølge.
Konklusjon
Kromatin er den kondenserte strukturen av DNA som består av en sekvens av nukleosomer som er sammenkoplet til hverandre. Nukleosomer er den strukturelle enheten av kromatin. Den består av en DNA-strekk innpakket rundt en histonkjerne. Histonkjernen består av åtte histonproteiner. Derfor er histoner kjernestrukturen til nukleosomer.
Henvisning:
1. "DNA-emballasje: Nukleosomer og kromatin". Nature News, Nature Publishing Group, tilgjengelig her.
Bilde Courtesy:
1. "Nucleosom struktur" Av Richard Wheeler (Zephyris) - Engelsk Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Nucleosome 1KX5 fargekodet" Ved Zephyris på engelskspråk Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. "Nucleosome organisasjon" Av Darekk2 - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
