ДНК унутар ћелије је организован тако да се добро уклапа у малу величину ћелије. Његова организација такође омогућава лако раздвајање тачних хромозома током деобе ћелија. Степен до којег је ДНК чврсто умотана такође може утицати на то који се гени укључују или искључују, утичући на способност одређених протеина да се вежу за ДНК.
У овом посту ћемо размотрити детаље сваког од ових ефеката чврсто умотане ДНК.
Структура ДНК
ДНК је велики комплекс, састављен од неколико градивних блокова познатих као нуклеотиди. Ови нуклеотиди се међусобно везују и формирају ланце ДНК. Затим се ове нити могу упарити, на основу комплементарних секвенци нуклеотида. Упаривање ових нити ствара оно што је познато као структура двоструке завојнице.
Двострука спирала ДНК се затим омота око одређених протеина познатих као хистони. То омогућава ДНК да се чвршће умота и тако заузме мање простора у ћелији. ДНК се може још више кондензовати хистонима који долазе у непосредној близини. Ово још чвршће намотавање ДНК узрокује стварање чврсто омотаних или згуснутих хромозома.
Кондензација хромозома
Током већег дела живота ћелије, ДНК је само лабаво омотана око хистона и није у кондензованом хромозомском облику. Чвршће уматање или згушњавање хромозома се дешава само током митозе, процеса ћелијске деобе. Током митозе, хромозоми се кондензују тако да је сваки хромозом посебна јединица.
Пре митозе, ћелија копира своју ДНК тако да садржи по две копије сваког хромозома. Хромозоми се поравнавају у средини ћелије током митозе, са паровима хромозома један поред другог. Када се ћелија подели, једна копија иде у сваку од насталих ћелија.
Ако се хромозоми не поређају правилно, могу се десити тешке генетске абнормалности, што може довести до смрти ћелије или рака. Кондензовањем ДНК у тесно спаковане хромозоме чини процес поравнања и раздвајања хромозома током митозе ефикаснијим.
Како се ген изражава
Експресија гена, или процес укључивања и транскрипције гена, сложен је процес. Укључује везивање одређених протеина, познатих као транскрипциони фактори, за део гена који регулише његову експресију. Већина фактора транскрипције поспешује експресију гена; међутим, неки фактори транскрипције спречавају експресију гена, другим речима, његово искључивање.
Једном када фактор транскрипције укључи ген, протеин назван РНК полимераза креће се дуж ДНК и формира комплементарни низ РНК, који затим постаје протеин.
Ефекат на експресију гена
Начин на који је ДНК умотана може утицати на експресију гена или на то који су гени укључени. Када су хромозоми чврсто кондензовани, ДНК је врло чврсто умотана, што отежава везивање фактора транскрипције за ДНК. Када је ДНК мање чврсто омотана око хистона, сами хистони могу утицати на експресију гена.
Модификације, као што је везивање фосфатних група, могу се десити на хистонима и ове модификације могу довести до тога да се ДНК више или мање чврсто веже за хистоне. Региони ДНК који су само слабо везани за хистоне доступнији су факторима транскрипције и РНК полимерази, што олакшава укључивање тих гена. Међутим, када се ДНК чвршће веже за хистоне, то је теже за транскрипцију фактори и РНК полимераза да се вежу за ДНК, чинећи вероватније да ће ти гени бити претворени ван.
