ADN-ul din interiorul unei celule este organizat astfel încât să se potrivească bine în dimensiunea mică a unei celule. Organizarea sa facilitează, de asemenea, separarea ușoară a cromozomilor corecți în timpul diviziunii celulare. Gradul în care ADN-ul este strâns înfășurat poate afecta, de asemenea, ce gene sunt activate sau oprite, afectând capacitatea anumitor proteine de a se lega de ADN.
În acest post, vom trece în revistă specificul fiecăruia dintre aceste efecte ale ADN-ului strâns înfășurat.
Structura ADN-ului
ADN-ul este un complex mare, compus din mai multe blocuri de construcție cunoscute sub numele de nucleotide. Aceste nucleotide se leagă împreună pentru a forma fire de ADN. Aceste catene se pot împerechea, pe baza secvențelor complementare ale nucleotidelor. Împerecherea acestor fire formează ceea ce este cunoscut sub numele de structură cu dublă helică.
Helixul dublu al ADN-ului este apoi înfășurat în jurul anumitor proteine cunoscute sub numele de histone. Acest lucru permite ADN-ului să fie înfășurat mai strâns și, prin urmare, să ocupe mai puțin spațiu în interiorul celulei. ADN-ul se poate condensa și mai mult prin faptul că histonele se apropie una de alta. Această înfășurare și mai strânsă a ADN-ului determină formarea cromozomilor bine înfășurați sau condensați.
Condensarea cromozomială
De-a lungul majorității vieții unei celule, ADN-ul este înfășurat doar în jurul valorii de histone și nu se află în forma cromozomială condensată. Înfășurarea mai strânsă sau condensarea cromozomilor are loc numai în timpul mitozei, procesul de diviziune celulară. În timpul mitozei, cromozomii se condensează astfel încât fiecare cromozom să fie o unitate distinctă.
Înainte de mitoză, celula își copiază ADN-ul astfel încât să conțină două copii ale fiecărui cromozom. Cromozomii se aliniază în mijlocul celulei în timpul mitozei, cu perechile de cromozomi una lângă alta. Când celula se împarte, o copie merge la fiecare dintre celulele rezultate.
Dacă cromozomii nu se aliniază corect, pot apărea anomalii genetice severe, care pot duce la moartea celulei sau cancer. Condensarea ADN-ului în cromozomi bine ambalați face procesul de aliniere și separare a cromozomilor în timpul mitozei mai eficient.
Cum se exprimă o genă
Expresia genei, sau procesul unei gene care este pornită și transcrisă, este un proces complex. Aceasta implică legarea anumitor proteine, cunoscuți ca factori de transcripție, la porțiunea genei care reglează expresia acesteia. Majoritatea factorilor de transcripție promovează expresia unei gene; cu toate acestea, unii factori de transcripție împiedică exprimarea unei gene, cu alte cuvinte, oprirea acesteia.
Odată ce un factor de transcripție activează o genă, o proteină numită ARN polimerază se deplasează de-a lungul ADN-ului și formează o secvență complementară de ARN, care apoi devine proteină.
Efect asupra expresiei genetice
Modul în care ADN-ul este înfășurat poate afecta expresia genelor sau ce gene sunt activate. Când cromozomii sunt strâns condensați, ADN-ul este înfășurat foarte strâns, ceea ce face dificilă legarea factorilor de transcripție la ADN. Când ADN-ul este înfășurat mai puțin strâns în jurul histonelor, histonele în sine pot afecta expresia genelor.
Modificări, cum ar fi legarea grupărilor fosfat, pot apărea pe histone și aceste modificări pot determina ADN-ul să se lege mai mult sau mai puțin strâns de histone. Regiunile ADN-ului care sunt legate doar vag de histone sunt mai accesibile factorilor de transcripție și ARN polimerazei, ceea ce face ca acele gene să fie mai ușor de pornit. Cu toate acestea, atunci când ADN-ul este mai strâns legat de histone, este mai dificil de transcris factori și ARN polimeraza să se lege de ADN, făcând mai probabil ca acele gene să fie transformate oprit.
