Duplikacja chromosomów

Materiał genetyczny, DNA, w komórce eukariotycznej istnieje wewnątrz jądra jako liniowe struktury zwane chromosomami.

W chromosomach dwuniciowy DNA owija się głównie wokół oktamerycznych białek jądrowych zwanych histonami, tworząc nukleosomy. Kilka białek niehistonowych również wiąże się z DNA, pomagając w pakowaniu DNA.

Te nukleosomy i białka niehistonowe układają się, tworząc cewki, które dalej składają się w pętle w układzie, tworząc upakowaną chromatynę. Stopień zagęszczenia chromatyny umożliwia zmieszczenie się bardzo długiego DNA w jądrze. Podczas fazy M chromatyna dalej się zwija, tworząc skondensowane chromosomy.

Duplikacja chromosomów polega na duplikacji całej struktury chromatyny, więc DNA i białka związane z chromatyną są zduplikowane. Produkcja histonów jest zwiększana w celu wytworzenia dodatkowych białek wymaganych do upakowania nowo zsyntetyzowanego DNA w chromosomy.

Replikacja dokładnej struktury chromatyny zduplikowanego chromosomu ma kluczowe znaczenie dla regulacji genów.

W obrębie chromosomów poziom upakowania chromatyny nie zawsze jest jednolity. Chromosomy zawierają regiony z ciasno upakowaną chromatyną zwaną heterochromatyną i regiony z luźno upakowaną chromatyną zwaną euchromatyną.

DNA heterochromatyny jest niedostępne dla maszynerii transkrypcyjnej, a zatem geny w tych regionach nie są regularnie transkrybowane. W przeciwieństwie do tego, DNA w euchromatynie jest bardziej dostępne, a zatem geny w tych regionach mogą być transkrybowane.

To strukturalne i funkcjonalne znaczenie chromatyny sprawia, że kluczowe jest, aby cała struktura chromatyny była dokładnie odtwarzana podczas duplikacji chromosomów.