Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

13.2: DNA-verpakking
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
DNA-verpakking
 
Deze voice-over is door de computer gegenereerd
TRANSCRIPT
* De tekstvertaling is door de computer gegenereerd

13.2: DNA-verpakking

Overzicht

Eukaryoten hebben grote genomen in vergelijking met prokaryoten. Om hun genomen in een cel te passen, moeten eukaryoten hun DNA stevig in de kern stoppen. Om dit te doen, wordt DNA rond eiwitten gewikkeld die histonen worden genoemd om nucleosomen te vormen, de belangrijkste eenheid van DNA-verpakking. Nucleosomen wikkelen zich vervolgens op tot compacte vezels die bekend staan als chromatine.

Je hebt genoeg DNA om honderden keren naar de zon en terug te gaan

De meeste cellen in het menselijk lichaam bevatten ongeveer 3 miljard basenparen DNA verpakt in 23 paar chromosomen. Het is moeilijk voor te stellen hoeveel DNA deze getallen precies vertegenwoordigen. Dus hoeveel verpakking moet er gebeuren om het genoom 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 menselijke cel, zoals een huidcel, in een rechte lijn zouden rangschikken, zou het twee meter lang zijn - meer dan 2 meter. Het menselijk lichaam bevat ongeveer 50 biljoen menselijke cellen. Dit betekent dat elke persoon in totaal eenongeveer 100 biljoen meter DNA. Met andere woorden, elke persoon heeft genoeg DNA om 300 keer van de aarde naar de zon te strekken!

En mensen hebben geen bijzonder grote genomen - die van veel vissen, amfibieën en bloeiende planten zijn veel groter. Het genoom van de bloeiende plant Paris japonica is bijvoorbeeld 25 keer groter dan het menselijke diploïde genoom. Deze cijfers benadrukken de verbazingwekkende taak die eukaryoten moeten volbrengen om hun DNA in cellen te stoppen.

Nucleosomen zijn centrale spelers in DNA-verpakkingen

Elk nucleosoom bestaat uit DNA dat rond een kern van acht histoneiwitten is gewikkeld. Elke kern is samengesteld uit vier verschillende soorten histonen - H2A, H2B, H3 en H4 - die elk in twee exemplaren aanwezig zijn. Een ander type histon - H1 - bindt aan zowel het nucleosoom als het linker-DNA, waardoor de structuur wordt gestabiliseerd.

DNA wordt compacter als nucleosomen en linker-DNA in chromatinevezels spoelen. Niet-gecondenseerde chromatinevezels,of euchromatine, hebben een diameter van ongeveer 10 nm. Nucleosomen lijken in deze vezels op kralen aan een touwtje. Terwijl het DNA verder condenseert, wikkelen de 10-nm-vezels zich op in strengen die ongeveer 30 nm dik zijn, die op hun beurt lussen vormen die 300-nm dikke vezels vormen. Wanneer chromatine volledig is verdicht, staat het bekend als heterochromatine.

De losjes gepakte structuur van euchromatine geeft enzymen, zoals RNA-polymerase, toegang tot het DNA. Transcriptie komt daarom voornamelijk voor in euchromatische gebieden van het genoom, die rijk zijn aan genen. Daarentegen blokkeert de dicht opeengepakte structuur van heterochromatine de toegang tot het DNA, waardoor transcriptie wordt voorkomen. Heterochromatine overheerst in de centromeren en telomeren van chromosomen, waar zeer repetitieve DNA-sequenties veel vaker voorkomen dan genen. Bovendien kunnen organismen het niveau van DNA-pakking dynamisch aanpassen in reactie op cellulaire en externe omgevingsfactoren, waardoor het DNA wordt gedecondenseerd wanneer genen moeten worden ingeschakeld, en opnieuw condenseren om ze uit te schakelen.


Aanbevolen Lectuur

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

Waiting X
simple hit counter