מה היתרון בכך שה- DNA נעטף היטב בכרומוזומים?

ה- DNA שבתוך התא מאורגן כך שיתאים היטב לגודל הקטן של התא. הארגון שלה גם מאפשר הפרדה קלה של הכרומוזומים הנכונים במהלך חלוקת התאים. מידת גלישת הדנ"א היטב יכולה להשפיע גם על הגנים המופעלים או מכבים, על ידי השפעה על יכולתם של חלבונים מסוימים להיקשר ל- DNA.

בפוסט זה נעבור על הפרטים של כל אחת מההשפעות הללו של DNA עטוף היטב.

DNA הוא מתחם גדול, המורכב מכמה אבני בניין המכונות נוקלאוטידים. נוקלאוטידים אלה נקשרים יחד ליצירת גדילי DNA. לאחר מכן ניתן להתאים קווצות אלה, על סמך רצפים משלימים של הנוקלאוטידים. הזיווג של קווצות אלה יוצר את מה שמכונה מבנה סליל כפול.

הסליל הכפול של ה- DNA נכרך סביב חלבונים מסוימים המכונים היסטונים. זה מאפשר לעטוף את ה- DNA בצורה הדוקה יותר ולכן לתפוס פחות מקום בתא. ה- DNA יכול להתעבות עוד יותר על ידי ההיסטונים שמתקרבים זה לזה. סלילה מהודקת יותר זו של ה- DNA גורמת להיווצרות כרומוזומים עטופים היטב, או מעובה.

לאורך רוב חיי התא, ה- DNA נעטף באופן רופף סביב ההיסטונים ואינו נמצא בצורת הכרומוזומל המעובה. עטיפה הדוקה יותר, או עיבוי, של הכרומוזומים מתרחשת רק במהלך המיטוזה, תהליך חלוקת התאים. במהלך המיטוזה הכרומוזומים מתעבים כך שכל כרומוזום הוא יחידה מובחנת.

לפני המיטוזה, התא מעתיק את ה- DNA שלו כך שהוא מכיל שני עותקים של כל כרומוזום. הכרומוזומים מתיישרים באמצע התא בזמן המיטוזה, כאשר זוגות הכרומוזומים צמודים זה לזה. כאשר התא מתחלק, עותק אחד עובר לכל אחד מהתאים שהתקבלו.

אם הכרומוזומים אינם מסתדרים כראוי, עלולות להתרחש חריגות גנטיות חמורות שעלולות לגרום למוות של התא או לסרטן. עיבוי ה- DNA לכרומוזומים ארוזים היטב הופך את תהליך היישור וההפרדה של הכרומוזום ליעיל יותר.

ביטוי גנים, או תהליך של הפעלת גן ותעתיקו, הוא תהליך מורכב. זה כרוך בקשירה של חלבונים מסוימים, המכונים גורמי שעתוק, לחלק הגן המווסת את ביטויו. רוב גורמי התעתיק מקדמים ביטוי של גן; עם זאת, כמה גורמי תעתיק מונעים ביטוי של גן, במילים אחרות, כיבויו.

ברגע שגורם שעתוק מפעיל גן, חלבון הנקרא RNA פולימראז נע לאורך ה- DNA ויוצר רצף משלים של RNA, שהופך לאחר מכן לחלבון.

האופן שבו עוטף DNA יכול להשפיע על ביטוי גנים, או על אילו גנים מופעלים. כאשר הכרומוזומים מעובים היטב, ה- DNA עטוף בחוזקה רבה, מה שמקשה על גורמי התעתיק להיקשר ל- DNA. כאשר ה- DNA נעטף פחות סביב ההיסטונים, ההיסטונים עצמם יכולים להשפיע על ביטוי גנים.

שינויים, כגון קישור של קבוצות פוספט, יכולים להתרחש על ההיסטונים ושינויים אלה יכולים לגרום ל- DNA להיקשר פחות או יותר חזק להיסטונים. אזורים של ה- DNA שקשורים רק באופן רופף להיסטונים נגישים יותר לגורמי תעתיק ו- RNA פולימראז, מה שמקל על הפעלת אותם גנים. כאשר הדנ"א קשור בצורה הדוקה יותר להיסטונים, לעומת זאת, קשה יותר לתעתיק גורמים ו- RNA פולימראז להיקשר ל- DNA, מה שהופך את הסיכוי הגבוה יותר שהגנים האלה יופנו כבוי.