10.4: Genomic DNA in Eukaryotes
10.4: Genomisch DNA in Eukaryoten
Eukaryotes have large genomes compared to prokaryotes. To fit their genomes into a cell, eukaryotic DNA is packaged extraordinarily tightly inside the nucleus. To achieve this, DNA is tightly wound around proteins called histones, which are packaged into nucleosomes that are joined by linker DNA and coil into chromatin fibers. Additional fibrous proteins further compact the chromatin, which is recognizable as chromosomes during certain phases of cell division.
The Human Genome Measured in Meters
Most cells in the human body contain about 6 billion base pairs of DNA packaged into 23 pairs of chromosomes. It is hard to imagine exactly how much DNA these numbers represent, and therefore it is difficult to grasp how densely packed DNA must be to fit into a cell. We can gain some insight by expressing the genome in terms of length. If we were to arrange the DNA of a single diploid cell into a straight line, it would be about two meters long!
Note that humans do not have unusually large genomes. Many fish, amphibians, and flowering plants have much larger genomes than humans. For example, the haploid genome of the Japanese flowering plant Paris japonica contains about 50 times more DNA than the human haploid genome. These figures emphasize the astonishing work that histones and other chromatin remodeling proteins must do to package DNA.
Eukaryoten hebben grote genomen in vergelijking met prokaryoten. Om hun genomen in een cel te passen, wordt eukaryoot DNA buitengewoon strak verpakt in de kern. Om dit te bereiken, wordt DNA strak gewikkeld rond eiwitten die histonen worden genoemd, die zijn verpakt in nucleosomen die zijn verbonden door linker-DNA en in chromatinevezels worden gewikkeld. Extra vezelige eiwitten verdichten het chromatine verder, dat tijdens bepaalde fasen van de celdeling herkenbaar is als chromosomen.
Het menselijk genoom gemeten in meters
De meeste cellen in het menselijk lichaam bevatten ongeveer 6 miljard basenparen DNA verpakt in 23 paar chromosomen. Het is moeilijk voor te stellen hoeveel DNA deze getallen precies vertegenwoordigen, en daarom is het moeilijk te begrijpen hoe dicht opeengepakt DNA moet zijn om in een cel te passen. We kunnen enig inzicht krijgen door het genoom uit te drukken in termen van lengte. Als we het DNA van een enkele diploïde cel in een rechte lijn zouden rangschikken, zou het ongeveer twee meter lang zijn!
Merk op dat mensen dat doengeen ongewoon grote genomen hebben. Veel vissen, amfibieën en bloeiende planten hebben veel grotere genomen dan mensen. Het haploïde genoom van de Japanse bloeiende plant Paris japonica bevat bijvoorbeeld ongeveer 50 keer meer DNA dan het menselijke haploïde genoom. Deze cijfers benadrukken het verbazingwekkende werk dat histonen en andere chromatine hermodellerende eiwitten moeten doen om DNA te verpakken.
CH
DE