Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

13.2: Упаковка ДНК
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Упаковка ДНК
 
Этот закадровый голос сгенерирован компьютером
ТРАНСКРИПТ
* Текстовый перевод сгенерирован компьютером

13.2: Упаковка ДНК

Обзор

Эукариоты имеют большие геномы по сравнению с прокариотами. Для того, чтобы поместить их геномы в клетку, эукариоты должны плотно упаковать свою ДНК внутри ядра. Для этого ДНК рана вокруг белков называется гистоны для формирования нуклеосом, основной блок упаковки ДНК. Nucleosomes затем катушки в компактные волокна, известные как хроматин.

У вас есть достаточно ДНК, чтобы растянуть к солнцу и обратно сотни раз

Большинство клеток в организме человека содержат около 3 миллиардов базовых пар ДНК, упакованных в 23 пары хромосом. Трудно представить, сколько именно ДНК представляют эти цифры. Так сколько упаковки должно случиться, чтобы поместить геном в клетку?

Мы можем получить некоторое представление, выражая геном с точки зрения длины. Если бы мы организовали ДНК одной человеческой клетки, как клетка кожи, в прямую линию, это было бы два метра в длину более 6,5 футов. Человеческое тело содержит около 50 триллионов человеческих клеток. Это означает, что каждый человек имеет в общей сложности около 100 триллионов метров ДНК. Другими словами, каждый человек имеет достаточно ДНК, чтобы простираться от Земли до Солнца 300 раз!

И люди не имеют особенно больших геномов-те из многих рыб, земноводных и цветущих растений гораздо больше. Например, геном цветущего растения Paris japonica в 25 раз больше генома человека. Эти цифры подчеркивают удивительную задачу, которую должны выполнить эукариоты, чтобы упаковать свою ДНК в клетки.

Нуклеосомы являются центральными игроками в упаковке ДНК

Каждая нуклеосома состоит из ДНК, обернутой вокруг ядра из восьми белков гистона. Каждое ядро состоит из четырех различных типов гистонов : H2A, H2B, H3 и H4, каждый из которых присутствует в двух экземплярах. Другой тип гистон-H1 -связывается как с нуклеосомой, так и с связующим ДНК, стабилизируют структуру.

ДНК становится более компактной, как нуклеосомы и связующим ДНК катушки в хроматин волокон. Неконсердированные хроматиновые волокна, или евхроматин, имеют диаметр около 10 нм. Нуклеосомы напоминают бисер на веревке в этих волокнах. Как ДНК продолжает конденсироваться, 10-нм волокна катушки в нити, которые примерно 30 нм толщиной, которые, в свою очередь, образуют петли, которые делают 300-нм толщиной волокон. Когда хроматин полностью уплотняется он известен как гетерохроматин.

Слабо упакованная структура эвхроматина позволяет ферментам, таким как РНК-полимераза, получить доступ к ДНК. Транскрипция, таким образом, имеет тенденцию происходить преимущественно в эвхроматических областях генома, которые богаты генами. Напротив, плотно упакованная структура хетерохроматина блокирует доступ к ДНК, предотвращая транскрипцию. Гетерохроматин преобладает в центрометрах и теломерах хромосом, где высоко повторяющиеся последовательности ДНК гораздо чаще, чем гены. Кроме того, организмы могут динамически регулировать уровень упаковки ДНК в ответ на клеточные и внешние экологические сигналы, деконденсации ДНК, когда гены должны быть включены, и повторно конденсации его, чтобы выключить их.


Литература для дополнительного чтения

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter