Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.13: Нуклеїнові кислоти - упаковка ДНК

  • Page ID
    4157
    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Опишіть, як ДНК упаковується по-різному у прокаріотів та еукаріотів

    Еукаріот містить чітко визначене ядро, тоді як у прокаріотів хромосома лежить в цитоплазмі в області, яка називається нуклеоїдом. У клітинах-еукаріотів синтез ДНК і РНК відбувається в окремому відсіку від синтезу білка. У прокаріотичних клітині обидва процеси протікають разом. Які переваги можуть бути для поділу процесів? Які переваги можуть бути в тому, щоб вони відбулися разом?

    зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Еукаріотичні та прокаріотичні клітини: Еукаріот містить чітко окреслене ядро, тоді як у прокаріотів хромосома лежить в цитоплазмі в області, яка називається нуклеоїдом.

    Розмір генома у одного з найбільш добре вивчених прокаріотів, E.coli, становить 4,6 мільйона пар основ (приблизно 1,1 мм, якщо розрізати і розтягнути). Так як же це вписується всередині невеликої бактеріальної клітини? ДНК скручується тим, що відомо як суперколювання. Супернамотування означає, що ДНК або під намотанням (менше одного витка спіралі на 10 пар основи), або надмірно намотана (більше 1 обороту на 10 пар основ) від нормального розслабленого стану. Відомо, що деякі білки беруть участь у суперколінгу; інші білки та ферменти, такі як ДНК-гірази, допомагають підтримувати перекручену структуру.

    Еукаріоти, хромосоми яких складаються з лінійної молекули ДНК, використовують інший тип стратегії упаковки, щоб відповідати їх ДНК всередині ядра. На самому базовому рівні ДНК обертається навколо білків, відомих як гістони, утворюють структури, звані нуклеосомами. Гістони - це еволюційно збережені білки, які багаті основними амінокислотами і утворюють октамер. ДНК (яка негативно заряджена через фосфатні групи) щільно обгорнута навколо ядра гістону. Ця нуклеосома пов'язана з наступною за допомогою лінкерної ДНК. Це також відоме як структура «намистини на нитці». Це додатково ущільнюється в 30 нм волокно, яке є діаметром конструкції. На стадії метафази хромосоми є найбільш компактними, приблизно 700 нм в ширину, і знаходяться в асоціації з білками каркасів.

    зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Еукаріотичні хромосоми: Ці цифри ілюструють ущільнення еукаріотичної хромосоми.

    У інтерфазі еукаріотичні хромосоми мають дві окремі області, які можна відрізнити по фарбуванню. Тісно упакована область відома як гетерохроматин, а менш щільна область відома як евхроматин.

    Гетерохроматин зазвичай містить гени, які не виражені, і зустрічається в областях центромера і теломерів. Еухроматин зазвичай містить гени, які транскрибуються, при цьому ДНК упакована навколо нуклеосом, але не ущільнюється далі.

    Ключові моменти

    • У клітинах-еукаріотів синтез ДНК та РНК відбувається в іншому місці, ніж синтез білка; в прокаріотичних клітині обидва ці процеси відбуваються разом.
    • ДНК «суперкотується» в прокаріотичних клітині, що означає, що ДНК або під раною, або надмірно раною від нормального розслабленого стану.
    • У еукаріотичних клітині ДНК обертається навколо білків, відомих як гістони, утворюють структури, звані нуклеосомами.

    Ключові умови

    • нуклеосоми: Фундаментальна субодиниця хроматину, що складається з трохи менше двох витків ДНК, обгорнутих навколо набору з восьми білків, званих гістонами.
    • гістони: Головні білкові компоненти хроматину, які діють як котушки, навколо яких накручується ДНК.