Bir hücrenin içindeki DNA, bir hücrenin küçük boyutuna tam olarak uyacak şekilde düzenlenmiştir. Organizasyonu ayrıca hücre bölünmesi sırasında doğru kromozomların kolayca ayrılmasını kolaylaştırır. DNA'nın sıkıca sarılma derecesi, belirli proteinlerin DNA'ya bağlanma yeteneğini etkileyerek hangi genlerin açık veya kapalı olduğunu da etkileyebilir.
Bu yazıda, sıkıca sarılmış DNA'nın bu etkilerinin her birinin özelliklerini gözden geçireceğiz.
DNA'nın yapısı
DNA, nükleotidler olarak bilinen birkaç yapı taşından oluşan büyük bir komplekstir. Bu nükleotidler, DNA zincirlerini oluşturmak için birbirine bağlanır. Bu iplikler daha sonra nükleotidlerin tamamlayıcı dizilerine dayalı olarak eşleşebilir. Bu ipliklerin eşleşmesi, çift sarmal yapı olarak bilinen şeyi oluşturur.
DNA'nın çift sarmalı daha sonra histonlar olarak bilinen belirli proteinlerin etrafına sarılır. Bu, DNA'nın daha sıkı sarılmasını ve dolayısıyla hücre içinde daha az yer kaplamasını sağlar. DNA, histonların birbirine yakınlaşmasıyla daha da yoğunlaşabilir. DNA'nın bu daha da sıkı sarılması, sıkıca sarılmış veya yoğunlaştırılmış kromozomların oluşumuna neden olur.
kromozom yoğunlaşması
Bir hücrenin ömrünün çoğu boyunca, DNA histonların etrafına sadece gevşek bir şekilde sarılır ve yoğun kromozom formunda değildir. Kromozomların daha sıkı sarılması veya yoğunlaşması, yalnızca hücre bölünmesi süreci olan mitoz sırasında meydana gelir. Mitoz sırasında kromozomlar yoğunlaşır, böylece her kromozom ayrı bir birim olur.
Mitozdan önce hücre, DNA'sını kopyalar, böylece her kromozomun iki kopyasını içerir. Kromozomlar, mitoz sırasında hücrenin ortasında, kromozom çiftleri yan yana olacak şekilde hizalanır. Hücre bölündüğünde, ortaya çıkan hücrelerin her birine bir kopya gider.
Kromozomlar düzgün bir şekilde sıralanmazsa, hücrenin veya kanserin ölümüne yol açabilecek ciddi genetik anormallikler meydana gelebilir. DNA'yı sıkıca paketlenmiş kromozomlara yoğunlaştırmak, mitoz sırasında kromozom hizalama ve ayırma sürecini daha verimli hale getirir.
Bir Gen Nasıl İfade Edilir?
Gen ifadesi veya bir genin açılması ve kopyalanması süreci karmaşık bir süreçtir. Transkripsiyon faktörleri olarak bilinen belirli proteinlerin, genin ekspresyonunu düzenleyen kısmına bağlanmasını içerir. Çoğu transkripsiyon faktörü, bir genin ekspresyonunu destekler; ancak bazı transkripsiyon faktörleri bir genin eksprese edilmesini yani onu kapatmasını engeller.
Bir transkripsiyon faktörü bir geni çalıştırdığında, RNA polimeraz adı verilen bir protein DNA boyunca hareket eder ve tamamlayıcı bir RNA dizisi oluşturur, bu daha sonra protein haline gelir.
Gen İfadesi Üzerindeki Etkisi
DNA'nın sarılma şekli, gen ekspresyonunu veya hangi genlerin açık olduğunu etkileyebilir. Kromozomlar sıkıca yoğunlaştığında, DNA çok sıkı sarılır ve bu da transkripsiyon faktörlerinin DNA'ya bağlanmasını zorlaştırır. DNA histonların etrafına daha az sıkı sarıldığında, histonların kendileri gen ekspresyonunu etkileyebilir.
Fosfat gruplarının bağlanması gibi modifikasyonlar histonlarda meydana gelebilir ve bu modifikasyonlar DNA'nın histonlara az ya da çok sıkı bağlanmasına neden olabilir. DNA'nın histonlara sadece gevşek bir şekilde bağlanan bölgeleri, transkripsiyon faktörleri ve RNA polimeraz için daha erişilebilirdir ve bu genlerin açılmasını kolaylaştırır. DNA histonlara daha sıkı bağlandığında transkripsiyon daha zordur. DNA'ya bağlanacak faktörler ve RNA polimeraz, bu genlerin dönüşmesini daha olası hale getirir kapalı.