Euchromatin ir daļa no eikariotu hromosomu kas sastāv no viegli iepakoti hromatīna un kas satur lielāko daļu kodēšanas gēnu sekvenču dažādi mikroorganismi genomā.
Šis eikariotu hromosomu reģions ir saistīts ar transkripcijā aktīvajām zonām, tāpēc tam ir liela nozīme organisma šūnās. Tas ir skaidri redzams šūnās, kas nedalās, jo, kondensējot vai sablīvējoties, tas kļūst par heterohromatīnu, kas ir iepriekšējs solis mitotisko un / vai meiotisko šūnu dalīšanā.
Euchromatin ir pieejams transkripcijas mašīnām (Avots: Wenqiang Shi caur Wikimedia Commons)
Tātad, eihromatīns ir viens no diviem hromatīna strukturālās organizācijas veidiem, otrais ir heterohromatīns, kas var būt fakultatīvs vai konstitutīvs.
Uzbūve
Eihromatīna struktūru var aprakstīt tieši tāpat kā hromatīna struktūru, kas atrodama daudzās mācību grāmatās, jo viena no nedaudzajām atšķirībām starp pēdējo un heterohromatīnu ir DNS + olbaltumvielu virknes sablīvēšanās vai kondensācijas līmenis.
Hromatīns
Eukariotu organismu DNS ir atrodams kodolā, ciešā saistībā ar lielu daudzumu olbaltumvielu. Starp šiem proteīniem ir daži nozīmīgi histoni, kas ir atbildīgi par hromosomu DNS dzīslu "organizēšanu" un kondensāciju, ļaujot šīm lielajām molekulām "iekļūt" tik mazā telpā un kontrolējot gēnu ekspresiju.
Katru eikariotu hromosomu veido viena DNS virkne un liels skaits histonu proteīnu. Šīs struktūras ir ievērojami dinamiskas, jo to sablīvēšanās pakāpe tiek mainīta ne tikai atkarībā no šūnas transkripcijas vajadzībām, bet arī atkarībā no šūnas cikla brīža un dažiem vides signāliem.
Hromatīna sablīvēšanās izmaiņas vienā vai otrā veidā ietekmē ģenētiskās izpausmes līmeni (dažos reģionos vairāk nekā citos), tāpēc tas atbilst informācijas epiģenētiskās regulēšanas līmenim.
Histoni ļauj katras hromosomas DNS virkņu garumu saīsināt gandrīz 50 reizes, kas ir īpaši svarīgi šūnu dalīšanas laikā, jo hromatīna sablīvēšana nodrošina pareizu hromosomu segregāciju starp meitas šūnām.
Histona oktamers
Eikariotu hromosomu DNS molekulas ir apvilktas ap "cilindrisku" struktūru, ko veido astoņi histonu proteīni: H2A, H2B, H3 un H4. Astoņkāju kodolu veido divi H2A un H2B dimēri un H3 un H4 olbaltumvielu tetramers.
Histoni ir pamata olbaltumvielas, jo tiem ir liels skaits pozitīvi lādētu aminoskābju atlikumu, piemēram, piemēram, lizīns un arginīns. Šie pozitīvie lādiņi elektrostatiski mijiedarbojas ar DNS molekulu negatīvajiem lādiņiem, veicinot tā savienību ar olbaltumvielu kodolu.
Katrs histona oktimērs ruļļos satur apmēram 146 bāzes pārus, veidojot tā dēvēto nukleosomu. Hromatīnu veido secīgas nukleosomas, kas savienotas ar īsu DNS gabalu un histonu savienojošu vai savienojošu olbaltumvielu ar nosaukumu H1. Šī konfigurācija samazina DNS garumu apmēram 7 reizes attiecībā pret sākotnējo garumu.
Histonu proteīniem ir arī aminoskābju “astes”, kas izvirzās no nukleosomām un kuras var pakļaut kovalentām modifikācijām, kas var mainīt hromatīna sablīvēšanās līmeni (sablīvēšanos ietekmē arī kovalentās DNS modifikācijas, piemēram, , citokīnu metilēšana, kas veicina sablīvēšanos).
Atkarībā no katras šūnas dzīves laika, virkne, ko veido nukleosomas, var vēl vairāk sablīvēt, veidojot šķiedru struktūru, kas pazīstama kā “30 nm šķiedra”, kas saīsina DNS molekulas garumu vēl 7 reizes.
Šo 30 nm šķiedru var organizēt serdeņa iekšpusē radiālu cilpu veidā; šīm cilpām ir raksturīgi transkripcijā aktīvi gēni un tās atbilst euchromatīnam.
Euchromatin un heterochromatin
Euchromatin un heterochromatin ir divi hromatīna organizācijas veidi. Heterohromatīns ir viskompaktākā vai "slēgtākā" hromosomas daļa; to raksturo hipocetilēšanas un hipermetilācijas bioķīmiskās pazīmes (augstākajos eikariotos notiek histona H3 9. atlikuma metilēšana).
Ar heterochromatīnu saistīti transkripcijas klusie genomu reģioni, atkārtotu secību reģioni un "vestiģiāli" reģioni, kuros iebrūk transponējami elementi un retrotransposoni, lai nosauktu dažus.
Hromatīna organizācija kodolā (Avots: Sha, K. un Boyer, LA. Pluripotentu šūnu hromatīna paraksts (2009. gada 31. maijs), StemBook, ed. Cilmes šūnu pētniecības kopiena, StemBook, doi / 10.3824 / cilmes grāmata. 1.45.1, http://www.stembook.org. Izmantojot Wikimedia Commons)
Heterohromatīns veido hromosomu telomēros un centromēros reģionus, kas ir funkcionāli svarīgi šo struktūru galu aizsardzībai un pareizai segregācijai šūnu dalīšanās notikumu laikā.
Turklāt, atkarībā no šūnas transkripcijas vajadzībām, daļu hromatīna vienā reizē var heterohromatizēt un citā laikā atbrīvot šo sablīvēšanos.
Turpretim eihromatīnam raksturīga hiperacetilācija un hipometilēšana, precīzāk, ar acetilgrupas "zīmēm" pie H3 un H4 lizīna 4 atlikuma.
Tas atbilst hromatīna "brīvākajiem" reģioniem un parasti pārstāv visvairāk transkripcijas aktīvās daļas, tas ir, kur ir grupēts lielākais kodējošo gēnu skaits.
Eihromatīna funkcijas
Euksromatīns ir ļoti bagātīgs šūnas kodolā, kad šūnas nesadalās, tas ir, kad hromosomas nav ne kondensētas, ne tām raksturīgas formas.
Ņemot vērā to, ka šajā hromatīna porcijā ir vislielākais skaits transkripcijā aktīvo gēnu, eihromatīnam ir svarīgas funkcijas attīstībā, kā arī vielmaiņā, fizioloģijā un šūnām raksturīgo dzīvībai svarīgo bioloģisko procesu regulēšanā.
Kāpēc?
Tā kā “aktīvie” gēni kodē visus proteīnus un fermentus, kas nepieciešami, lai veiktu visus šūnas metabolisma un fizioloģiskos procesus.
Tiem gēniem, kas nekodē olbaltumvielas, bet ir arī aktīvi no transkripcijas viedokļa, parasti ir regulējošas funkcijas, tas ir, tie kodē mazas RNS molekulas, transkripcijas faktorus, ribosomālas RNS utt.
Tāpēc transkripcijas procesu regulēšana ir atkarīga arī no eihromatīnā esošās informācijas, kā arī procesu, kas saistīti ar šūnu dalīšanos un augšanu, regulēšanas.
Atsauces
- Brooker, R., Widmaier, E., Graham, L., Stiling, P., Hasenkampf, C., Hunter, F.,… & Riggs, D. (2010). Bioloģija.
- Eissenberg, J., Elgin, S. (2005) Heterochromatin and Euchromatin. Dzīves zinātņu enciklopēdija. John Wiley & Sons, SIA
- Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Ievads ģenētiskajā analīzē. Makmillans.
- Grunšteins, M., Hehts, A., Fišers-Adamss, G., Vanns, J., Manns, RK, Štāls-Bolsingers, S., … & Gasser, S. (1995). Euchromatin un heterochromatin regulēšana ar histoniem raugā. J Cell Sci, 1995 (19. papildinājums), 29.-36.
- Tamaru, H. (2010). Ierobežojošā eihromatīna / heterohromatīna teritorija: jumonji šķērso līniju. Gēni un attīstība, 24 (14), 1465–1478.