Solun sisällä oleva DNA on järjestetty niin, että se sopii hyvin solun pieneen kokoon. Sen organisointi helpottaa myös oikeiden kromosomien helppoa erottamista solujen jakautumisen aikana. Aste, johon DNA on kiedottu tiukasti, voi myös vaikuttaa siihen, mitkä geenit kytketään päälle tai pois, vaikuttamalla tiettyjen proteiinien kykyyn sitoutua DNA: han.
Tässä viestissä aiomme käydä läpi jokaisen näistä tiiviisti käärittyjen DNA: n vaikutuksista.
DNA: n rakenne
DNA on suuri kompleksi, joka koostuu useista rakennuspalikoista, jotka tunnetaan nimellä nukleotidit. Nämä nukleotidit sitoutuvat yhteen muodostaen DNA-juosteita. Nämä säikeet voivat sitten muodostaa parin nukleotidien komplementaaristen sekvenssien perusteella. Näiden säikeiden pariliitos muodostaa ns. Kaksoiskierre-rakenteen.
DNA: n kaksoiskierre kääritään sitten tiettyjen histoneiksi kutsuttujen proteiinien ympärille. Tämä sallii DNA: n käärimisen tiukemmin ja vie siten vähemmän tilaa solussa. DNA voi tiivistyä entisestään histonien tullessa läheisyyteen toistensa kanssa. Tämä vielä tiukempi DNA: n käämitys aiheuttaa tiiviisti käärittyjen tai tiivistettyjen kromosomien muodostumisen.
Kromosomien kondensaatio
Suurimman osan solun elämästä DNA on kiedottu vain löyhästi histonien ympärille eikä se ole kondensoituneessa kromosomimuodossa. Kromosomien tiukempi kääre tai tiivistyminen tapahtuu vain mitoosin, solujen jakautumisprosessin, aikana. Mitoosin aikana kromosomit tiivistyvät siten, että jokainen kromosomi on erillinen yksikkö.
Ennen mitoosia solu kopioi DNA: nsa siten, että se sisältää kaksi kopiota kustakin kromosomista. Kromosomit kohdistuvat solun keskelle mitoosin aikana kromosomiparien vierekkäin. Kun solu jakautuu, yksi kopio menee kullekin tuloksena olevalle solulle.
Jos kromosomit eivät ole linjassa kunnolla, voi esiintyä vakavia geneettisiä poikkeavuuksia, jotka voivat johtaa solun kuolemaan tai syöpään. DNA: n tiivistäminen tiiviisti pakattuihin kromosomeihin tekee kromosomien kohdistumisesta ja erottamisesta mitoosin aikana tehokkaamman.
Kuinka geeni ilmaistaan
Geeniekspressio tai geenin prosessi, joka kytketään päälle ja transkriptoidaan, on monimutkainen prosessi. Siihen liittyy tiettyjen proteiinien, jotka tunnetaan transkriptiotekijöinä, sitoutuminen geenin osaan, joka säätelee sen ilmentymistä. Useimmat transkriptiotekijät edistävät geenin ilmentymistä; jotkut transkriptiotekijät estävät kuitenkin geenin ilmentymisen, toisin sanoen, sen sammuttamisen.
Kun transkriptiotekijä kääntää geenin päälle, RNA-polymeraasiksi kutsuttu proteiini liikkuu pitkin DNA: ta ja muodostaa RNA: n komplementaarisen sekvenssin, josta tulee sitten proteiinia.
Vaikutus geenien ilmentämiseen
Tapa, jolla DNA kääritään, voi vaikuttaa geenien ilmentymiseen tai siihen, mitkä geenit ovat päällä. Kun kromosomit tiivistyvät tiiviisti, DNA kääritään hyvin tiukasti, mikä vaikeuttaa transkriptiotekijöiden sitoutumista DNA: han. Kun DNA on kiedottu vähemmän tiiviisti histonien ympärille, itse histonit voivat vaikuttaa geenien ilmentymiseen.
Histoneilla voi tapahtua modifikaatioita, kuten fosfaattiryhmien sitoutumista, ja nämä modifikaatiot voivat saada DNA: n sitoutumaan enemmän tai vähemmän tiukasti histoneihin. DNA: n alueet, jotka ovat vain löyhästi sitoutuneet histoneihin, ovat helpommin transkriptiotekijöiden ja RNA-polymeraasin käytettävissä, mikä helpottaa näiden geenien kytkemistä päälle. Kun DNA on sitoutunut tiukemmin histoneihin, transkriptiota on kuitenkin vaikeampaa tekijät ja RNA-polymeraasi sitoutumaan DNA: han, mikä tekee todennäköisemmäksi näiden geenien kääntymisen vinossa.