Chromatyna
Chromatyna (chromatinum) – włóknista substancja występująca w jądrze komórkowym, zbudowana z DNA, histonów, niehistonowych białek i małej ilości RNA. Stanowi główny składnik chromosomów i jest nośnikiem genów. Występuje również w nukleoidzie bakterii[1].
Chromatyna posiada kilka stopni upakowania. Podwójna helisa DNA wraz z białkami tworzy nukleosomy (owija się wokół oktameru histonowego 1 i 3/4 razy). Nukleosom obejmuje łańcuch DNA o długości około 200 par zasad (u człowieka 146 par zasad), z których 146 nawiniętych jest na rdzeń zbudowany z 4 rodzajów białek histonowych, nazywany także oktamerem histonowym. Pomiędzy nukleosomami znajduje się DNA łącznikowy o długości około 50 par zasad. W specyficznych warunkach in vitro nukleosomy i DNA łącznikowe układają się w specyficzny, zygzakowaty sposób, tworząc solenoid, który posiada średnicę 30 nm określany mianem włókna 30 nm. Jednak w warunkach in vivo ta postać chromatyny nie występuje[2] ani w postaci interfazowej, ani metafazowej[3].
Chromatyna może kurczyć się i rozkurczać, powodując zmianę upakowania struktury chromosomów. Ze względu na upakowanie rozróżniamy: mniej skondensowaną, aktywną genetycznie chromatynę luźną – euchromatynę – i zazwyczaj nieaktywną genetycznie chromatynę skondensowaną – heterochromatynę – o włóknach silnie upakowanych. Stopień upakowania chromatyny odgrywa rolę w kontroli ekspresji genów. Tworzenie heterochromatyny związane jest z niskim stopniem acetylacji histonów a wysokim metylacji DNA a także metylacją lizyny 9 w histonie H3. Białkiem mającym duży udział w procesie heterochromatyzacji jest HP1. Posiada ono chromodomenę, która ma zdolność wiązania się ze zmetylowanymi histonami.
Do ważniejszych białek związanych z heterochromatyną należą: HP1 i Sir3. Natomiast pospolite białka oddziałujące z euchromatyną to: HMGB1, HMGB2, HMGN1, HMGN2.
Chromatyna (szczególnie w warstwach powierzchniowych komórki) łatwo się barwi, dzięki czemu jest często wykorzystywana w badaniach.
Po raz pierwszy nazwy chromatyna użył Walther Flemming[4].
Postacie chromatyny
edytujWyróżnić można kilka postaci upakowania chromatyny w zależności od fazy cyklu komórkowego[potrzebny przypis]:
- Postać interfazowa - rozkondensowana
- Postać metafazowa - skondensowana do postaci chromosomów
W postaci metafazowej chromatyna układa się w pętle, z których składają się chromatydy. Następnie kondensuje w supersolenoid, ten w superhelisę, by ostatecznie stać się chromosomem metafazowym (składa się on z 2 chromatyd połączonych centromerem w miejscu przewężenia pierwotnego)[potrzebny przypis].
Przypisy
edytuj- ↑ Remus T. Dame, The role of nucleoid-associated proteins in the organization and compaction of bacterial chromatin: Organization and compaction of bacterial chromatin, „Molecular Microbiology”, 56 (4), 2005, s. 858–870, DOI: 10.1111/j.1365-2958.2005.04598.x [dostęp 2023-09-01] (ang.).
- ↑ Kazuhiro Maeshima i inni, Nucleosomal arrays self‐assemble into supramolecular globular structures lacking 30‐nm fibers, „The EMBO Journal”, 35 (10), 2016, s. 1115–1132, DOI: 10.15252/embj.201592660, PMID: 27072995, PMCID: PMC4868957 [dostęp 2023-09-01] (ang.).
- ↑ Yoshinori Nishino i inni, Human mitotic chromosomes consist predominantly of irregularly folded nucleosome fibres without a 30-nm chromatin structure: Human mitotic chromosomes consist of nucleosome fibres, „The EMBO Journal”, 31 (7), 2012, s. 1644–1653, DOI: 10.1038/emboj.2012.35, PMID: 22343941, PMCID: PMC3321210 [dostęp 2023-09-01] (ang.).
- ↑ Neil A. Campbell i inni, Biologia, Poznań: Dom Wydawniczy Rebis, 2012, s. 230, ISBN 978-83-7510-392-2.
Bibliografia
edytuj
- Piotr Węgleński (red.), Genetyka molekularna, wyd. 2, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1996, ISBN 83-01-11830-X.