Euchromatin je dio eukariotskih kromosoma koji se sastoji od lagano upakiran kromatina i sadrži većinu kodiranje sekvenci gena mnogih organizama genoma.
Ovo područje eukariotskih kromosoma povezano je s transkriptivno aktivnim područjima, zbog čega je od velike važnosti za stanice organizma. Jasno je vidljiv u stanicama koje se ne dijele, jer postaje heterokromatin pri kondenzaciji ili sabijanju, korak prije mitotske i / ili mejotske diobe stanica.
Euchromatin je dostupan transkripcijskim strojevima (Izvor: Wenqiang Shi putem Wikimedia Commons)
Dakle, euhromatin je jedna od dvije vrste strukturne organizacije kromatina, a druga je heterokromatin, koja može biti fakultativna ili konstitutivna.
Struktura
Struktura eukromatina može se točno opisati poput strukture kromatina koja se nalazi u mnogim udžbenicima, jer je jedna od rijetkih razlika između potonjeg i heterokromatina razina zbijanja ili kondenzacije lanca DNA + proteina.
kromatina
DNK eukariotskih organizama nalazi se u jezgri, u uskoj povezanosti s velikim brojem proteina. Među tim proteinima postoje i neki od značajne važnosti, histoni, koji su odgovorni za "organiziranje" i kondenzaciju lanca kromosomske DNA, omogućujući tim velikim molekulama da "uđu" u tako mali prostor i kontroliraju ekspresiju gena.
Svaki eukariotski kromosom sastoji se od jednog lanca DNA i velikog broja proteina histona. Ove su strukture značajno dinamične, budući da se njihov stupanj zbijanja mijenja ne samo ovisno o staničnim potrebama transkripcije, već i ovisno o trenutku staničnog ciklusa i nekim signalima iz okoliša.
Promjene u zbijanju kromatina utječu, na jedan ili drugi način, na razinu genetske ekspresije (u nekim regijama više nego u drugima), stoga odgovara razini epigenetske regulacije informacija.
Histoni omogućuju skraćivanje duljine DNA lana svakog kromosoma gotovo 50 puta, što je posebno važno tijekom diobe stanica, jer sabijanje kromatina osigurava ispravnu segregaciju kromosoma između kćerskih stanica.
Histonski oktamer
DNA molekule eukariotskih kromosoma omotane su oko "cilindrične" strukture koju čini osam histonskih proteina: H2A, H2B, H3 i H4. Oktamerno jezgro sastoji se od dva dimera H2A i H2B i tetramera proteina H3 i H4.
Histoni su osnovni proteini jer sadrže veliki broj pozitivno nabijenih aminokiselinskih ostataka, poput lizina i arginina, na primjer. Ta pozitivna naboja elektrostatički djeluju s negativnim nabojima molekula DNA, pogodujući njenom sjedinjenju s proteinskom jezgrom.
Svaki histonski oktamer zavoji oko 146 parova baza, tvoreći ono što je poznato kao nukleosom. Kromatin se sastoji od uzastopnih nukleosoma, povezanih zajedno kratkim komadom DNA i histonskim premošćujućim ili spojnim proteinima nazvanim H1. Ova konfiguracija smanjuje duljinu DNK oko 7 puta u odnosu na početnu duljinu.
Histonski proteini također imaju "repove" aminokiselina koji strše iz nukleosoma i koji mogu proći kovalentne modifikacije koje mogu modificirati razinu sabijanja kromatina (na zbijanje utječu i kovalentne modifikacije DNA, kao što su, metilacija citokina, što pogoduje sabijanju).
Ovisno o vremenu života svake stanice, lanac sastavljen od nukleozoma može se dalje zbijati, tvoreći vlaknastu strukturu poznatu kao "vlakno 30 nm", koja skraćuje dužinu molekule DNK još 7 puta.
To vlakno od 30 nm može se organizirati unutar jezgre u obliku radijalnih petlji; ove petlje su karakteristične po tome što sadrže transkriptivno aktivne gene i odgovaraju eukromatinu.
Eukromatin i heterokromatin
Dva tipa organizacije kromatina su euhromatin i heterokromatin. Heterokromatin je najkompaktniji ili "zatvoreni" dio kromosoma; Karakteriziraju ga biokemijske oznake hipoacetilacije i hipermetilacije (u višim eukariotima metilacija ostatka 9 histona H3).
Povezane s heterokromatinom su transkriptivno tihe genomske regije, regije ponavljajućih sekvenci i "vestigijalne" regije invazije u transpojirajuće elemente i retrotransposoni, nabrojimo ih samo nekoliko.
Organizacija kromatina u jezgri (Izvor: Sha, K. i Boyer, LA Hromatinski potpis pluripotentnih stanica (31. svibnja 2009.), StemBook, ur. Zajednica za istraživanje matičnih stanica, StemBook, doi / 10.3824 / matična knjiga. 1.45.1, http://www.stembook.org. Putem Wikimedia Commons)
Heterokromatin čini telomernu i centromernu regiju kromosoma, koja su funkcionalno važna za zaštitu krajeva ovih struktura i njihovu ispravnu segregaciju tijekom događaja diobe stanica.
Uz to, ovisno o transkripcijskim potrebama stanice, dio kromatina može se heterohromatinizirati u jednom trenutku i pustiti ovo sabijanje u drugom.
Euhromatin, nasuprot tome, karakteriziraju hiperacetilacija i hipometilacija, točnije "oznake" acetilne skupine na lizinskim ostacima 4 histona H3 i H4.
Odgovara "labavijim" regijama kromatina i obično predstavlja dijelove s najviše transkripcije, tj. Gdje je grupiran najveći broj kodirajućih gena.
Funkcije euromatina
Eukromatin je vrlo bogat u staničnoj jezgri kada se stanice ne dijele, odnosno kada kromosomi nisu niti kondenzirani niti pokazuju svojstveni oblik.
S obzirom da ovaj dio kromatina sadrži najveći broj transkriptivno aktivnih gena, euhromatin ima važne funkcije u razvoju, kao i u metabolizmu, fiziologiji i regulaciji vitalnih bioloških procesa svojstvenih stanicama.
Zašto?
Jer „aktivni“ geni kodiraju sve proteine i enzime koji su neophodni za provođenje svih metaboličkih i fizioloških procesa stanice.
Oni geni koji ne kodiraju proteine, ali su i aktivni s transkripcijskog gledišta, obično imaju regulatorne funkcije, tj. Kodiraju male RNA molekule, za transkripcijske faktore, ribosomalnu RNK itd.
Stoga regulacija transkripcijskih procesa ovisi i o podacima sadržanima u eukromatinu, kao i o regulaciji procesa vezanih za staničnu diobu i rast.
Reference
- Brooker, R., Widmaier, E., Graham, L., Stiling, P., Hasenkampf, C., Hunter, F.,… & Riggs, D. (2010). Biologija.
- Eissenberg, J., Elgin, S. (2005) Heterochromatin i Euchromatin. Enciklopedija nauka o životu. John Wiley & Sons, Ltd.
- Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, i Miller, JH (2005). Uvod u genetsku analizu. Macmillan.
- Grunstein, M., Hecht, A., Fisher-Adams, G., Wan, J., Mann, RK, Strahl-Bolsinger, S.,… & Gasser, S. (1995). Regulacija euhromatina i heterokromatina histonima u kvascima. J Cell Sci, 1995 (dodatak 19), 29-36.
- Tamaru, H. (2010). Ograničeni teritorij euhromatina / heterokromatina: jumonji prelazi crtu. Geni i razvoj, 24 (14), 1465-1478.