HETEROCHROMATIN: ISTRAKTURA AT PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2026

Ang heterochromatin ay isang bahagi ng chromatin (DNA at histone protein) na naka-pack na eukaryotic chromosome. Karaniwan itong nauugnay sa mga "tahimik" na mga rehiyon ng genome, iyon ay, sa mga hindi transaksyonal na hindi aktibo.

Si Heitz, noong 1928, ay ang unang nakikilala sa dalawang magkakaibang uri ng chromatin sa eukaryotic chromosome sa panahon ng interphase, na naglalarawan ng euchromatin at heterochromatin batay sa kanilang pagkakaiba-iba ng compaction.

Ang samahan ng chromatin sa nucleus (Pinagmulan: Sha, K. at Boyer, LA Ang chromatin pirma ng mga selula ng pluripotent (Mayo 31, 2009), StemBook, ed. Ang Stem Cell Research Community, StemBook, doi / 10.3824 / stembook. 1.45.1, http://www.stembook.org. Via Wikimedia Commons)

Kung ang eukaryotic chromosome ay stain ng iba't ibang mga pamamaraan, na tiyak sa DNA, ang mga obserbasyong mikroskopiko ay nagpapakita na mayroong mga rehiyon ng mga istrukturang ito na mas marahas kaysa sa iba. Ang mga rehiyon na ito ay tumutugma sa mga hypercompact na rehiyon ng hetrochromatin.

Ang Heterochromatinization ng DNA, iyon ay, ang packaging nito, ay maaaring mangyari sa isang cell bilang tugon sa iba't ibang mga kadahilanan at maaaring maging facultative o constitutive.

Ang constitutive heterochromatin ay isang permanenteng katangian na karaniwang minana, samantalang ang facultative heterochromatin ay maaaring o hindi sa isang kromosom sa anumang naibigay na oras. Ang pinakamagandang halimbawa ng constitutive heterochromatin ay ang isa sa dalawang X chromosome sa mga babae.

Sa mga eukaryotes, ang mga heterochromatin "mga tindahan" at "compact" ang mga malalaking genom na nagpapakilala sa kanila, lalo na sa mga rehiyon na binubuo ng mga paulit-ulit na pagkakasunud-sunod, ang natitirang mga bahagi ng pagsalakay sa mga retro transposon, mga transposable na elemento, bukod sa iba pa.

Istraktura

Ang Heterochromatin ay walang ibang kakaibang istraktura kaysa sa hindi gaanong makapal na nakaimpake na chromatin, euchromatin.

Sa pag-unawa nito, mahalagang tandaan na ang eukaryotic chromosome ay binubuo ng isang molekula ng DNA na nauugnay sa mga protina na tinatawag na mga histones. Walo ang mga histones ay bumubuo ng isang octameric nucleus na kilala bilang isang "nucleosome," sa paligid kung saan nakakabalot ang DNA.

Ang kaugnayan ng DNA na may mga protina ng histone ay nangyayari salamat sa mga pakikipag-ugnayan sa electrostatic sa pagitan ng mga positibong singil ng mga pangunahing nalalabi ng mga protina na ito at ang negatibong singil ng mga grupo ng pospeyt ng istraktura ng strand ng DNA.

Ang nucleosome (Pinagmulan: Nucleosome_struktura.png: Si Richard Wheeler (Zephyris) derivative na gawa (Nucleosome-2.png): Rekymanto sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

- Ang octamer ng mga histones

Ang bawat octamer ng mga histones ay binubuo ng isang tetramer ng mga histones H3 at H4, at ng dalawang dimers ng mga histones na H2A at H2B; Tungkol sa 146 na mga pares ng base ng DNA ay na-akomod sa paligid ng bawat nucleus ng mga histones.

"Nalalapit" ang bawat isa sa bawat isa salamat sa pakikilahok ng isa pang histone na kilala bilang isang histone ng unyon o tulay (linker, sa Ingles), na ang histone H1.

Ang Chromatin ay pagkatapos ay binubuo ng mga sunud-sunod na mga nucleosom na siksik upang makabuo ng isang mahibla na istraktura ng mas malaking kapal ngunit mas kaunting haba.

Ang bawat protina ng histone ay nailalarawan sa pagkakaroon ng isang amino acid na "buntot" na maaaring sumailalim sa mga pagbabago sa enzymatic ng covalent. Ang mga pagbabagong ito ay natagpuan na nakakaapekto sa antas ng expression o silencing ng mga gene na nauugnay sa mga nucleosom, pati na rin ang antas ng compaction ng chromatin.

Sa partikular, ang heterochromatin ay nailalarawan sa pamamagitan ng hypoacetylation ng mga histones sa lahat ng mga eukaryotes, at sa pamamagitan ng methylation ng histone H3 sa lysine residue 9, para lamang sa "mas mataas na" eukaryotes.

Ang mga enzyme na responsable para sa pagsasagawa ng mga pagbabagong ito ay kilala, ayon sa pagkakabanggit, bilang mga histone deacetylases at histone methyltransferases.

Bilang karagdagan sa mga pagbabago sa mga kasaysayan, ang DNA ay maaari ding mai-methylated, na nakakaimpluwensya sa antas ng pag-compaction ng chromatin at tumutugma sa pangalawa ng dalawang mekanismo ng epigenetic ng samahan ng eukaryotic genome.

Saan matatagpuan ang heterochromatin?

Ang Heterochromatin, tulad ng napag-usapan sa simula, ay maaaring maging constitutive o facultative.

Ang constitutive heterochromatin ay partikular na sagana sa mga genomic na rehiyon na may mataas na density ng paulit-ulit na mga pagkakasunud-sunod (tulad ng mga elemento ng satellite, halimbawa), kung saan maraming sagana na mga transposable na elemento, sa mga sentromerikong rehiyon at sa mga telomeres.

Sinasabing constitutive dahil ang mga rehiyon na ito ng genome ay nananatiling condensado o compact sa panahon ng cell division. Sa isang di-naghahati na cell, sa kabilang banda, ang karamihan sa DNA ay euchromatic at mayroon lamang ilang mga mahusay na tinukoy na mga rehiyon ng constitutive heterochromatin.

Ang facultative heterochromatin ay matatagpuan sa loci na kinokontrol sa iba't ibang yugto ng pag-unlad; kaya ito talaga ay kumakatawan sa mga "transiently condensed" na mga rehiyon na maaaring magbago ayon sa mga signal ng cellular at genetic na aktibidad.

Mga Tampok

Yamang ang heterochromatin ay isang mahalagang bahagi ng mga telomeriko at sentromeriko na rehiyon, nagsasagawa ito ng mga function ng transcendental mula sa punto ng view ng cell division at ang proteksyon ng mga dulo ng chromosomal.

Ang mga Centromeres ay aktibong gumana sa panahon ng cell division, na nagpapahintulot sa dobleng mga kromosom na lumipat patungo sa parehong mga pole ng naghahati ng cell, habang ang natitirang mga gene ay nananatiling hindi aktibo at compact.

Ang compaction ng mga tiyak na mga rehiyon ng eukaryotic chromosome ay magkasingkahulugan ng pag-iingat ng genetic, dahil ang katotohanan na ang heterochromatin ay nakaimpake ay nagpapahiwatig ng hindi ma-access ng mga makinarya ng transkripsyon sa pinagbabatayan na mga pagkakasunod-sunod ng gene.

Tulad ng pag-aalala ng recombination, reteresromatin represses ang prosesong ito, pinoprotektahan ang integridad ng genome sa pamamagitan ng pagbabawal ng "hindi batas" na pagsasaayos sa pagitan ng paulit-ulit na pagkakasunud-sunod ng DNA na nakakalat sa buong genome. Mahalaga ito lalo na para sa kontrol ng mga "parasitiko" na mga transposable na elemento, na kung saan ay pinatahimik ng heterochromatinization.

Mga pag-andar ng istruktura

Hanggang sa ilang taon na ang nakakalipas na naisip na ang heterochromatic DNA ay isang uri ng "junk DNA", dahil ang mga siyentipiko ay hindi nakahanap ng isang tiyak na pag-andar para sa mga pagkakasunud-sunod na kasama sa mga rehiyon na ito; Tandaan natin na higit sa 80% ng genomic DNA ng isang tao, halimbawa, ay hindi code para sa mga cellular protein o mga molekula ng RNA na may mga function ng regulasyon.

Gayunpaman, kilala na ngayon na ang pagbuo ng facultative heterochromatic DNA ay pinakamahalaga sa regulasyon ng maraming mga proseso sa panahon ng pag-unlad at paglaki ng mga nabubuhay na nilalang, at ang bumubuo na heterochromatin na mga rehiyon ay naglalaro ng isang pangunahing papel mula sa punto ng view ng mula sa isang istruktura ng pananaw.

Ito ay iminungkahi ng maraming mga may-akda na ang heterochromatin ay maaaring magkaroon ng mga istruktura ng pag-andar sa eukaryotic chromosome. Ang paghahabol na ito ay batay sa katotohanan na ang mga heterochromatic na rehiyon ng isang naibigay na hiwalay na mga bahagi ng kromosoma na mayroong iba't ibang mga pattern ng "aktibidad" ng genetic.

Sa madaling salita, ang mga heterochromatic na rehiyon ay nagsisilbing "spacers" sa pagitan ng iba't ibang mga rehiyon ng transkripsyonal, na maaaring napakahalaga mula sa punto ng pananaw ng transkripsyon ng mga gen na matatagpuan doon.

Mga Sanggunian

1. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Isang pagpapakilala sa genetic analysis. Macmillan.
2. Kayumanggi, SW (1966). Heterochromatin. Agham, 151 (3709), 417-425.
3. Elgin, SC, & Grewal, SI (2003). Heterochromatin: ang katahimikan ay ginintuang. Kasalukuyang Biology, 13 (23), R895-R898.
4. Grewal, SI, & Jia, S. (2007). Nabago muli ang Heterochromatin. Mga Review sa Kalikasan Mga Genetika, 8 (1), 35.
5. Grewal, SI, & Moazed, D. (2003). Ang Heterochromatin at epigenetic control ng expression ng gene. agham, 301 (5634), 798-802.
6. Hennig, W. (1999). Heterochromatin. Chromosoma, 108 (1), 1-9.