Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

Hvad er fordelen ved at have DNA tæt indpakket i kromosomerne?

DNA'et inde i en celle er organiseret, så det passer godt inden for en celle lille størrelse. Dets organisation gør det også lettere at adskille de korrekte kromosomer under celledeling. I hvilken grad DNA'et er tæt indpakket, kan det også påvirke hvilke gener der tændes eller slukkes ved at påvirke visse proteiners evne til at binde til DNA'et.

DNA struktur

DNA er et stort kompleks, der består af flere byggesten, kendt som nukleotider. Disse nukleotider binder sammen for at danne DNA-strenge. Disse tråde kan så parre, baseret på komplementære sekvenser af nucleotiderne. Parring af disse tråde danner det, der er kendt som en dobbelt-helix struktur. Den dobbelte helix af DNA pakkes derefter rundt om visse proteiner kendt som histoner. Dette gør det muligt for DNA'et at blive tættere indpakket og derfor optage mindre plads i cellen. DNA'et kan kondensere endnu længere af, at histonerne kommer i tæt nærhed til hinanden. Denne endnu strammere vikling af DNA'et forårsager dannelsen af ​​tæt indpakket eller kondenseret kromosomer.

Kromosomkondensation

Gennem det meste af livet i en celle er DNA kun løst viklet rundt om histoner og er ikke i den kondenserede kromosomale form. Den strammere indpakning eller kondensering af kromosomerne forekommer kun under mitose, processen med celledeling. Under mitose kondenserer kromosomerne således, at hvert kromosom er en særskilt enhed. Før mitosis kopierer cellen sin DNA, så den indeholder to kopier af hvert kromosom. Kromosomerne retter sig midt i cellen under mitose, med par af kromosomer ved siden af ​​hinanden. Når cellen deler sig, går en kopi til hver af de resulterende celler. Hvis kromosomerne ikke passer ordentligt op, kan der forekomme alvorlige genetiske abnormiteter, som kan føre til død af cellen eller kræften. Kondensering af DNA'et i tæt pakket chromosomer gør processen med kromosomjustering og -separation under mitosis mere effektiv.

Hvordan et gen udtrykkes

Genekspression, eller processen til et gen bliver tændt, er en kompleks proces. Det involverer binding af visse proteiner, kendt som transkriptionsfaktorer, til den del af genet, som regulerer dets ekspression. De fleste transkriptionsfaktorer fremmer ekspression af et gen; Imidlertid forhindrer nogle transkriptionsfaktorer et gen fra at blive udtrykt, med andre ord at slukke det. Når en transkriptionsfaktor er et gen på, bevæger et protein, der hedder RNA-polymerase, langs DNA'et og danner en komplementær sekvens af RNA, som derefter bliver protein.

Effekt på genudtryk

Måden DNA er indpakket kan påvirke genekspression, eller hvilke gener er tændt. Når kromosomerne er tæt kondenseret, pakkes DNA'et meget tæt, hvilket gør det vanskeligt for transkriptionsfaktorer at binde til DNA'et. Når DNA'et er mindre tæt indpakket omkring histonerne, kan histonerne selv påvirke genekspression. Modifikationer, såsom binding af phosphatgrupper, kan forekomme på histonerne, og disse modifikationer kan medføre, at DNA'et binder mere eller mindre tæt til histonerne. Regioner af DNA'et, der kun er løst bundet til histonerne, er mere tilgængelige for transkriptionsfaktorer og RNA-polymerase, hvilket gør disse gener lettere at tænde. Når DNA'et er bundet mere tæt til histonerne, er det imidlertid vanskeligere for transkriptionsfaktorer og RNA-polymerase at binde til DNA'et, hvilket gør det mere sandsynligt, at disse gener vil blive slukket.

Klik for at udvide hele teksten