Chromatyna

Różne stopnie upakowania DNA: (1) Podwójna helisa DNA. (2) Włókno chromatyny - nukleosomy, czyli DNA nawinięte na histony. (3) Chromatyna z centromerem podczas interfazy. (4) Skondensowana chromatyna podczas profazy. (5) Chromosom w metafazie.

Chromatyna (chromatinum) – włóknista substancja występująca w jądrze komórkowym, zbudowana z DNA, histonów, niehistonowych białek i małej ilości RNA. Stanowi główny składnik chromosomów. 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. Nukleosomy i DNA łącznikowe układają się w specyficzny, zygzakowaty sposób, tworząc solenoid, który posiada średnicę 30 nm i dlatego jest czasem określany mianem włókna 30 nm. Solenoid 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).

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[2].


Przypisy

  1. Remus Dame. The role of nucleoid-associated proteins in the organization and compaction of bacterial chromatin. „Molecular Microbiology”. 56 (4). s. 858–870. DOI: 10.1111/j.1365-2958.2005.04598.x (ang.). [dostęp 2013-11-25]. 
  2. Neil A. Campbell i inni: Biologia. Poznań: 2012, s. 230. ISBN 978-83-7510-392-2.

Bibliografia

  • Piotr Węgleński (red) Genetyka molekularna, wydanie 2 poprawione Wyd. PWN Warszawa 2006

Media użyte na tej stronie

Chromatin chromosome.png
Autor: Magnus Manske, Licencja: CC-BY-SA-3.0
Different levels of DNA condensation. (1) Single DNA strand. (2) Chromatin strand (DNA with histones). (3) Chromatin during interphase with centromere. (4) Condensed chromatin during prophase. (Two copies of the DNA molecule are now present) (5) Chromosome during metaphase.
Chromatin Structures.png
Autor: Original uploader was Richard Wheeler at en.wikipedia, Licencja: CC-BY-SA-3.0
The major chromatin structures.