Innehåll
DNA: s inuti en cell är organiserad så att det passar bra inom den lilla storleken på en cell. Dess organisation underlättar också enkel separering av korrekta kromosomer under celldelning. Graden till vilken DNA är tätt lindad kan också påverka vilka gener som slås på eller av genom att påverka förmågan hos vissa proteiner att binda till DNA.
I det här inlägget skulle vi gå igenom specificiteten för var och en av dessa effekter av tätt inslaget DNA.
Struktur av DNA
DNA är ett stort komplex, sammansatt av flera byggstenar som kallas nukleotider. Dessa nukleotider binder samman och bildar DNA-strängar. Dessa strängar kan sedan para sig, baserade på komplementära sekvenser av nukleotiderna. Parningen av dessa strängar bildar en så kallad en dubbel-spiralstruktur.
Den dubbla spiralen av DNA lindas sedan runt vissa proteiner kända som histoner. Detta tillåter DNA: t att förpackas tätare och tar därför mindre plats i cellen. DNA kan kondensera ytterligare genom att histonerna kommer i närheten av varandra. Denna ännu stramare lindning av DNA orsakar bildning av tätt lindade, eller kondenserade, kromosomer.
Kromosomkondensation
Under det mesta av en cellliv är DNA-en endast löst lindad runt histonerna och finns inte i den kondenserade kromosomala formen. Kramosomernas stramare inpackning eller kondensering sker endast under mitos, processen för celldelning. Under mitos kondenseras kromosomerna så att varje kromosom är en distinkt enhet.
Före mitos kopierar cellen sitt DNA så att den innehåller två kopior av varje kromosom. Kromosomerna står i mitt i cellen under mitos, med par av kromosomer bredvid varandra. När cellen delar sig går en kopia till var och en av de resulterande cellerna.
Om kromosomerna inte står i ordning, kan allvarliga genetiska avvikelser uppstå, vilket kan leda till död av cellen eller cancer. Kondensering av DNA i tätt packade kromosomer gör processen för kromosominriktning och -separation under mitos mer effektiv.
Hur en gen uttrycks
Genuttryck, eller processen för en gen som aktiveras och transkriberas, är en komplex process. Det involverar bindning av vissa proteiner, kända som transkriptionsfaktorer, till den del av genen som reglerar dess uttryck. De flesta transkriptionsfaktorer främjar uttryck av en gen; vissa transkriptionsfaktorer förhindrar emellertid att en gen uttrycks, med andra ord att den stängs av.
När en transkriptionsfaktor aktiverar en gen, rör sig ett protein som kallas RNA-polymeras längs DNA och bildar en komplementär sekvens av RNA, som sedan blir protein.
Effekt på genuttryck
Det sätt på vilket DNA förpackas kan påverka genuttryck eller vilka gener som är påslagna. När kromosomerna är tätt kondenserade, lindas DNA: t mycket tätt, vilket gör det svårt för transkriptionsfaktorer att binda till DNA: t. När DNA: t är mindre hårt lindat runt histonerna kan histonerna själva påverka genuttrycket.
Modifieringar, såsom bindning av fosfatgrupper, kan ske på histonerna och dessa modifieringar kan få DNA att binda mer eller mindre tätt till histonerna. Regioner av DNA som endast är löst bundna till histonerna är mer tillgängliga för transkriptionsfaktorer och RNA-polymeras, vilket gör dessa gener lättare att aktivera. När DNA är bundet tätare till histonerna är det emellertid svårare för transkriptionsfaktorer och RNA-polymeras att binda till DNA, vilket gör det mer troligt att dessa gener kommer att stängas av.