Kromatin er det stof, der bruges til at skabe kromosomer. Lidt mere detaljeret består kromatin af DNA, RNA og forskellige proteinmolekyler. Dette er placeret i kernen i hver celle, der udgør mennesket. Dette stof repræsenterer cirka to meter DNA-molekyle i hypercompact form. For en del har en cellekerne en omtrentlig længde på 5 til 7 mikrometer.
Hvad er kromatin
Indholdsfortegnelse
Med hensyn til definition af kromatinbiologi henviser det til den måde, hvorpå DNA præsenteres i cellekernen. Det er det grundlæggende stof i eukaryote kromosomer og tilhører foreningen af DNA, RNA og proteiner, der findes i interfase-kernen i eukaryote celler, og som udgør genomet af disse celler, hvis funktion er at forme kromosomet, så det er integreres i cellekernen. Proteiner er af to typer: histoner og ikke-histonproteiner.
Kromatinhistorie
Dette stof blev opdaget i 1880 takket være Walther Flemming, videnskabsmanden, der gav det navnet på grund af sin kærlighed til farvestoffer. Flemmings historier blev dog opdaget fire år senere af forsker Albrecht Kossel. Med hensyn til de fremskridt, der blev foretaget i bestemmelsen af kromatinstruktur, de var meget knappe, det var først i 1970'erne, hvor de første observationer af chromatin fibre kunne gøres takket være den allerede etablerede elektron mikroskopi, som der afslørede eksistensen af nukleosomet, hvor sidstnævnte var baseenheden for kromatin, hvis struktur blev mere eksplicit detaljeret ved hjælp af røntgenkrystallografi i 1997.
Kromatintyper
Det er klassificeret i to typer: euchromatin og heterochromatin. De basale enheder, der udgør kromatin, er nukleosomer, der består af ca. 146 basepar i længden, som igen er forbundet med et specifikt kompleks med otte nukleosomale histoner. Typerne er beskrevet nedenfor:
Heterochromatin
- Det er det mest kompakte udtryk for dette stof, det ændrer ikke dets komprimeringsniveau gennem hele cellecyklussen.
- Den består af meget gentagne og inaktive DNA-sekvenser, der ikke replikerer og danner kromosomets centromer.
- Dens funktion er at beskytte kromosomal integritet på grund af dens tætte og regelmæssige pakning med gener.
Det kan identificeres med et lysmikroskop med en mørk farve på grund af dens tæthed. Heterochromatin er opdelt i to grupper:
Konstituerende
Det ser ud til at være meget kondenseret af gentagne sekvenser i alle celletyper og kan ikke transkriberes, da det ikke indeholder genetisk information. De er centromerer og telomerer af alle kromosomer, der ikke udtrykker deres DNA.
Valgfri
Det er forskelligt i forskellige celletyper, det kondenserer kun i visse celler eller specifikke perioder med celleudvikling, såsom Barr corpuscle, som dannes, fordi det valgfri heterochromatin har aktive regioner, der kan transskriberes under visse omstændigheder og karakteristika. Det inkluderer også satellit-DNA.
Euchromatin
- Euchromatin er den del, der forbliver i en mindre kondenseret tilstand end heterochromatin og distribueres i hele kernen under cellecyklussen.
- Det repræsenterer den aktive form for kromatin, hvor genetisk materiale transskriberes. Dens mindre kondenserede tilstand og dens evne til at ændre sig dynamisk gør transskription mulig.
- Ikke alt det transskriberes, men resten omdannes generelt til heterochromatin for at komprimere og beskytte genetisk information.
- Dens struktur svarer til en perlehalskæde, hvor hver perle repræsenterer et nukleosom, der består af otte proteiner kaldet histoner, omkring dem er der par af DNA.
- I modsætning til heterochromatin er komprimering i euchromatin lav nok til at give adgang til genetisk materiale.
- I laboratorieundersøgelser kan dette identificeres med et optisk mikroskop, da dets struktur er mere adskilt og det er imprægneret med en lys farve.
- I prokaryote celler er det den eneste form for kromatin til stede, dette kan skyldes det faktum, at strukturen af heterochromatin udviklede sig år senere.
Kromatins rolle og betydning
Dens funktion er at give den genetiske information, der er nødvendig for celleorganeller til at udføre proteinsyntese og transkription. De overfører og bevarer også den genetiske information, der er indeholdt i DNA, og duplikerer DNA i celleproduktion.
Derudover er dette stof også til stede i dyreverdenen. For eksempel danner kønskromatin i dyrecellekromatinet som en kondenseret masse af kromatin i grænsefladen, som repræsenterer et inaktiveret X-kromosom, der overstiger nummer et i kernen hos pattedyr. Dette er også kendt som Barrs corpuscle.
Dette spiller en grundlæggende regulatorisk rolle i genekspression. De forskellige komprimeringstilstande kan associeres (dog ikke entydigt) med graden af transkription, der udvises af de gener, der findes i disse områder. Kromatin er stærkt undertrykkende for transkription, da associering af DNA med forskellige proteiner komplicerer behandlingen af forskellige RNA-polymeraser. Der er derfor en række chromatin-ombygnings- og histonmodifikationsmaskiner.
I øjeblikket er der hvad der er kendt som en " histonkode ". De forskellige histoner kan gennemgå posttranslationsmodifikationer, såsom methylering, acetylering, phosphorylering, generelt administreret ved lysin- eller argininrester. Acetylering er forbundet med aktivering af transkription, da når en lysin acetyleres, falder den samlede positive ladning af histon, og den har således en lavere affinitet for DNA (som er negativt ladet).
Derfor er DNA'et mindre bundet, hvilket giver adgang til transskriptionsmaskineriet. I modsætning hertil er methylering forbundet med transkriptionel undertrykkelse og stærkere DNA-histonbinding (skønt dette ikke altid er sandt). For eksempel i gær S. pombe er methylering ved lysinrest 9 i histon 3 tilknyttet repression af transkription i heterochromatin, hvorimod methylering ved lysinrest 4 fremmer genekspression.
Enzymerne, der udfører funktionerne af histonmodifikationer, er histonacetylaser og deacetylaser og histonmethylaser og demethylaser, der danner forskellige familier, hvis medlemmer er ansvarlige for at modificere en bestemt rest i den lange hale af histoner.
Ud over histonmodifikationer er der også kromatinomdannelsesmaskiner, såsom SAGA, der har ansvaret for at omplacere nukleosomer, enten ved at fortrænge dem, dreje dem eller endda delvis afvæbne dem, fjerne nogle af nukleosombestanddelens histoner og derefter returnere dem. Generelt er kromatinomdannelsesmaskiner vigtige for transkriptionsprocessen i eukaryoter, da de giver adgang og processivitet af polymeraser.
En anden måde at markere kromatin på som "inaktiv" kan forekomme på niveauet af DNA-methylering i de cytosiner, der hører til CpG-dinukleotider. Generelt er DNA og chromatin-methylering synergistiske processer, da der for eksempel, når DNA er methyleret, er histon-methylerende enzymer, der kan genkende methylerede cytosiner og methylerede histoner. Tilsvarende kan enzymer, der methylerer DNA, genkende methylerede histoner og derfor fortsætte methylering på DNA-niveau.
Ofte stillede spørgsmål om kromatin
Hvad er kendetegnene ved kromatin?
Det er kendetegnet ved at indeholde næsten dobbelt så mange proteiner som det genetiske materiale. De vigtigste proteiner i dette kompleks er histoner, som er små positivt ladede proteiner, der binder til DNA gennem elektrostatiske interaktioner. Kromatin har også over tusind forskellige histonproteiner. Den grundlæggende enhed af kromatin er nukleosomet, som består af foreningen af histoner og DNA.Hvordan sammensættes kromatin?
Den består af en kombination af proteiner kaldet histoner, som er basiske proteiner dannet af arginin og lysin, med DNA og RNA, hvor funktionen er at forme kromosomet, så det integreres i cellekernen.Hvad er strukturen af kromatin?
Ultrastrukturen af kromatin er baseret på: histoner, der danner nukleosomer (otte histonproteiner + en 200 basepar DNA-fiber). Hvert nukleosom associeres med en anden type histon, H1 og kondenseret kromatin dannes.Hvad er forskellen mellem kromatin og kromosom?
Hvad angår kromatin, er det det grundlæggende stof i cellekernen, og dets kemiske sammensætning er simpelthen DNA-tråde i forskellige grader af kondens.På den anden side er kromosomer strukturer i cellen, der indeholder genetisk information, og hvert kromosom består af et DNA-molekyle, der er forbundet med RNA og proteiner.
