Hur organiseras DNA för att passa in i en cell?

Du har cirka 50 biljoner celler i kroppen. Nästan alla har DNA i sig - faktiskt två meter av det. Om du slängde ihop allt DNA samman från slut till slut skulle du ha en sträng tillräckligt lång för att gå runt jorden två och en halv miljon gånger. Men på något sätt packas det DNA tätt nog för att inte bara passa in i din kropp utan att passa in i de små kärnorna i cellerna som utgör din kropp. Din kropp hanterar detta på samma sätt som du lyckades organisera en samling rep eller en regnbågsgarn: den spolar och slingrar ihop trådarna.

DNA-strukturen

En enda DNA-molekyl består av en lång kedja av adenin-, cytosin-, guanin- och tyminmolekyler kopplade ihop med socker- och fosfatgrupper. DNA-molekyler existerar sällan på egen hand; de är vanligtvis ihop i kompletterande strängar lindade runt varandra i den berömda dubbla spiralkonfigurationen. Liksom två trådar ger det dubbelsträngade DNA ett slags kemiskt skydd som gör de två tillsammans starkare än en i sig. Denna dubbelsträngning är den första mekanismen för att packa DNA i en tät förpackning, vilket minskar längden på två meter till en.

instagram story viewer

Nukleosomer

Om du hade 50 meter tråd, skulle du inte bara tappa den i en hög. Istället skulle du få en spole och linda tråden runt den. Det är samma sak som din kropp gör med DNA. Den använder grupper av molekyler som kallas histoner som spolar för DNA. Situationen är dock lite mer komplicerad än din trådrulle eftersom din kropp behöver kunna komma åt olika delar av ditt DNA vid olika tidpunkter. Så istället för en enda stor spole som måste packas upp mycket för att komma till någonstans i mitten, gör din kropp många små spolar, vilket gör en slinga efter den andra i ditt DNA. Dessa små slingor av spolat DNA kallas nukleosomer, och varje kromosom har hundratusentals av dem. Den resulterande strukturen kallas vanligtvis en "sträng av pärlor". Denna spolning minskar längden på DNA från cirka en meter till cirka 14 centimeter.

30 nm fiber

Nästa steg i komprimering av DNA är inte lika väl förstått, även om resultaten är kända. På något sätt lindas nukleosomerna runt varandra, kanske som kronblad på en prästkrage om varje kronblad var en vertikal nukleosom. Sedan spiralformar nukleosomernas öglor ovanpå varandra. Resultatet är en struktur som kallas 30-nanometerfiber, eftersom den är en sträng på 30 miljarder dels meter i diameter. Den 30-nanometer fibern slingrar sig sedan på sig själv, och slingorna slingrar sig sedan på sig själva igen - nu mer som ett garnnät än en trådrulle. Denna nivå av lindning är tillräcklig för att passa DNA i cellkärnan.

Metafas

När en cell delar sig delar den sig i två perfekta kopior av sig själv. Dessa två perfekta kopior innehåller två uppsättningar DNA. För att förbereda sig för duplicering kondenseras kromosomerna ytterligare och raderar sig i ett cellulärt livsstadium som kallas metafas. I metafas har DNA så många öglor på öglor att det komprimeras till en längd en-tiotusendel av sin ursprungliga längd. Dessa komprimerade former var den första formen av DNA som upptäcktes.

Teachs.ru
  • Dela med sig
instagram viewer