Структура эукариотической хромосомы

Структура эукариотической хромосомы относится к уровням упаковки необработанных молекул ДНК в хромосомные структуры, наблюдаемые во время метафазы в митозе или мейозе . Хромосомы содержат длинные цепи ДНК, содержащие генетическую информацию. По сравнению с прокариотическими хромосомами, эукариотические хромосомы намного больше по размеру и представляют собой линейные хромосомы. ^[1] Хромосомы эукариот также хранятся в ядре клетки, в то время как хромосомы прокариотических клеток не хранятся в ядре.

История [ править ]

Некоторые из первых ученых признать структуры в настоящее время известных как хромосомы Schleiden , Вирхи и Bütschli, O . Термин был введен Генрихом Вильгельмом Готфрид фон Вальдейер-Харц , имея в виду термин хроматин , был введен Вальтером Флеммингом.

В 1900-х годах многие ученые пришли к выводу о тех же представлениях о наследственности, которые ранее высказывал Грегор Мендель . Ученые также обнаружили, что клетки растений и животных имеют центральный отдел, называемый ядром . Вскоре они поняли, что хромосомы были обнаружены внутри ядра и содержали различную информацию по разным признакам.

Структура [ править ]

У эукариот, таких как люди, примерно 3,2 миллиарда нуклеотидов распределены по 23 различным хромосомам (у мужчин Y-хромосома вместо X по сравнению с женщинами). Каждая хромосома состоит из чрезвычайно длинной линейной молекулы ДНК, связанной с белками, которые сворачиваются и упаковывают тонкую нить ДНК в более компактную структуру. ^[2]

Нуклеосома состоит из двойной спирали ДНК, связанной с октамером ядер гистонов (2 димера H2A и H2B и тетрамер H3 / H4). Около 147 пар оснований ДНК скручиваются вокруг 1 октамера и ~ 20 пар основанийсеквестрируются добавлением линкерного гистона (H1), и нуклеосомы разделяются разной длиной «линкерной» ДНК (~ 0-100 п.н.). Двойная спираль была открыта в 1953 году Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком. Другие исследователи сделали очень важные, но несвязанные выводы о составе ДНК. Но Ватсон и Крик должны были собрать все эти открытия воедино, чтобы создать модель ДНК. Позже химик Александр Тодд определил, что основа молекулы ДНК содержит повторяющиеся фосфатные и дезоксирибозные сахарные группы. Биохимик Эрвин Чаргафф обнаружил, что аденин и тимин всегда в паре, а цитозин и гуанин всегда в паре. Рентгеновские изображения ДНК с высоким разрешением, полученные Морисом Уилкинсом и Розалиндой Франклин, предполагают спиралевидную или винтообразную форму. ^[3]

Упаковке ДНК способствует распределение электростатического заряда: фосфатные группы заставляют ДНК иметь отрицательный заряд, в то время как гистоны заряжаются положительно. Большинство эукариотических клеток содержат гистоны (за некоторыми исключениями), а также царство архей . Гистоны - это положительно заряженные молекулы, поскольку они содержат лизин и аргинин в больших количествах, а ДНК отрицательно заряжена. Таким образом, они создают между собой прочную ионную связь, образуя нуклеосому. Упаковка также осуществляется специализированными белками, которые связывают и сворачивают ДНК. Это создает серию петель и спиралей, которые обеспечивают все более высокий уровень организации и предотвращают запутывание ДНК и ее неуправляемость. Этот комплекс ДНК и белков называется хроматином. ^[4]Но помимо белков, участвующих в упаковке, хромосомы связаны с белками, участвующими в репликации ДНК, репарации ДНК и экспрессии генов. ^[5]

Обычно многие люди думают, что хромосома имеет Х-образную форму. Но это присутствует только тогда, когда клетка делится. Теперь исследователи могут моделировать структуру активных хромосом. Это чрезвычайно важно, потому что способ сворачивания ДНК в хромосомных структурах связан со способом использования ДНК. Ученым удалось разработать трехмерные структуры хромосом в одной клетке. Ученые использовали сотни измерений того, где разные части ДНК сближаются, чтобы помочь создать эту модель. Это исследование было проведено учеными из Департамента биохимии Кембриджа в сотрудничестве с другими из Института Бабрахама и Института Вейцмана. ^[6]

Ссылки [ править ]