13.2: DNA Paketleme
Genel bakış
Ökaryotlar prokaryotlara göre büyük genomlara sahiptir. Ökaryotlar genomlarını bir hücreye sığdırmak için DNA'larını çekirdeğin içine sıkıca sığdırmalıdırlar. Bunu yapmak için, DNA, DNA ambalajının ana birimi olan nükleozomları oluşturmak için histones adı verilen proteinlerin etrafında yaralanır. Nükleozomlar daha sonra kromatin olarak bilinen kompakt lifler içine bobin.
Güneşe Uzanmaya ve Yüzlerce Kez Geri Dönmeye Yetecek KADAR DNA'nız Var
İnsan vücudundaki hücrelerin çoğu, 23 çift kromozoma paketlenmiş yaklaşık 3 milyar baz çifti DNA içerir. Bu sayıların tam olarak ne kadar DNA temsil ediyor. Genomu bir hücreye sığdırmak için ne kadar paketleme gerekiyor?
Genomu uzunluk açısından ifade ederek biraz içgörü elde edebiliriz. Eğer tek bir insan hücresinin DNA'sını düz bir çizgide bir deri hücresi olarak düzenlersek, iki metre uzunluğunda ve 6.5 feet'in üzerinde olur. İnsan vücudunda yaklaşık 50 trilyon insan hücresi bulunur. Bu, her insanın toplam 100 trilyon metre DNA'ya sahip olduğu anlamına gelir. Başka bir deyişle, her insanın Dünya'dan Güneş'e 300 kez uzanacak kadar DNA'sı vardır!
Ve insanlar özellikle büyük genomları yok-bu birçok balık, amfibiler, ve çiçekli bitkiler çok daha büyüktür. Örneğin, çiçekli bitki Paris japonica genomu 25 kat daha büyük insan diploid genomdaha büyüktür. Bu rakamlar ökaryotların DNA'larını hücrelerin içine sığdırmak için başarması gereken şaşırtıcı görevi vurgular.
Nükleozomlar DNA Ambalajında Merkezi Oyunculardır
Her nükleozom sekiz histon proteininden oluşan bir çekirdeğin etrafına sarılmış DNA'dan oluşur. Her çekirdek, her biri iki kopya halinde bulunan dört farklı histones türünden oluşur: H2A, H2B, H3 ve H4). Başka bir histon türü olan H1- hem nükleozom hem de bağlayıcı DNA'ya bağlanarak yapıyı stabilize eder.
DNA, nükleozomlar ve bağlayıcı DNA bobini olarak kromatin lifleri içine daha kompakt hale gelir. Yoğuşmamış kromatin lifleri veya euchromatin, çapı yaklaşık 10 nm vardır. Nükleozomlar bu liflerdeki bir ipüzerindeki boncuklara benzer. DNA yoğunlaşmaya devam ettikçe, 10-nm lifleri yaklaşık 30 nm kalınlığında iplikçikler halinde bobin, hangi sırayla 300-nm kalınlığında lifler oluşturmak döngüler oluşturur. Kromatin tamamen sıkıştırıldığında heterokromatin olarak bilinir.
Euchromatin gevşek paketlenmiş yapısı enzimler sağlar, RNA polimeraz gibi, DNA erişimi. Transkripsiyon, bu nedenle, genler açısından zengin genom, euchromatic bölgelerinde ağırlıklı olarak meydana eğilimindedir. Buna karşılık, heterokromatin sıkıca paketlenmiş yapısı DNA erişimini engeller, transkripsiyon önleyerek. Heterokromatin kromozomların sentromerve telomerlerinde baskındır ve burada son derece tekrarlayan DNA dizileri genlerden çok daha yaygındır. Ayrıca, organizmalar hücresel ve dış çevresel ipuçlarına yanıt olarak DNA paketleme düzeyini dinamik olarak ayarlayabilir, genlerin açık olması gerektiğinde DNA'yı yoğunlaştırabilir ve onları kapatmak için yeniden yoğunlaştırabilirler.