Innhold
DNA-en i en celle er organisert slik at den passer godt i den lille størrelsen på en celle. Organisasjonen forenkler også enkel separasjon av de riktige kromosomene under celledeling. I hvilken grad DNAet er tett innpakket, kan også påvirke hvilke gener som slås på eller av, ved å påvirke evnen til visse proteiner til å binde seg til DNA.
I dette innlegget skulle vi gå nærmere over detaljene for hver av disse effektene av tett innpakket DNA.
Struktur av DNA
DNA er et stort kompleks, sammensatt av flere byggesteiner kjent som nukleotider. Disse nukleotidene bindes sammen og danner DNA-tråder. Disse strengene kan deretter pares, basert på komplementære sekvenser av nukleotidene. Sammenkoblingen av disse strengene danner det som kalles en dobbel-helix-struktur.
Den doble heliksen av DNA blir deretter pakket rundt visse proteiner kjent som histoner. Dette gjør at DNAet kan pakkes tettere og tar derfor mindre plass i cellen. DNAet kan kondensere ytterligere ved at histonene kommer i nærheten av hverandre. Denne enda strammere viklingen av DNAet forårsaker dannelse av tett innpakkete eller kondenserte kromosomer.
Kromosomkondens
Gjennom det meste av levetiden til en celle blir DNAet bare løst rundt histonene og er ikke i den kondenserte kromosomformen. Den strammere innpakningen, eller kondensen, av kromosomene skjer bare under mitose, prosessen med celledeling. Under mitose kondenserer kromosomene slik at hvert kromosom er en distinkt enhet.
Før mitose kopierer cellen sitt DNA slik at den inneholder to kopier av hvert kromosom. Kromosomene stemmer overens midt i cellen under mitose, med parene av kromosomene ved siden av hverandre. Når cellen deler seg, går en kopi til hver av de resulterende cellene.
Hvis kromosomene ikke samsvarer ordentlig, kan alvorlige genetiske avvik oppstå, noe som kan føre til død av cellen eller kreft. Å kondensere DNAet til tettpakkede kromosomer gjør prosessen med kromosominnretning og separasjon under mitose mer effektiv.
Slik uttrykkes en gen
Genuttrykk, eller prosessen med et gen som blir slått på og transkribert, er en kompleks prosess. Det innebærer binding av visse proteiner, kjent som transkripsjonsfaktorer, til den delen av genet som regulerer dets uttrykk. De fleste transkripsjonsfaktorer fremmer ekspresjon av et gen; noen transkripsjonsfaktorer hindrer imidlertid at et gen uttrykkes, med andre ord, å slå det av.
Når en transkripsjonsfaktor slår på et gen, beveger et protein kalt RNA-polymerase seg langs DNAet og danner en komplementær sekvens av RNA, som deretter blir protein.
Effekt på genuttrykk
Måten DNA pakkes på kan påvirke genuttrykk, eller hvilke gener som er slått på. Når kromosomene er tett kondensert, pakkes DNAet veldig tett, noe som gjør det vanskelig for transkripsjonsfaktorer å binde seg til DNAet. Når DNA er mindre tett pakket rundt histonene, kan histonene i seg selv påvirke genuttrykk.
Modifikasjoner, for eksempel binding av fosfatgrupper, kan forekomme på histonene, og disse modifikasjonene kan føre til at DNAet binder seg mer eller mindre tett til histonene. Regioner av DNA som bare er løst bundet til histonene er mer tilgjengelige for transkripsjonsfaktorer og RNA-polymerase, noe som gjør genene lettere å slå på. Når DNA er bundet tettere til histonene, er det imidlertid vanskeligere for transkripsjonsfaktorer og RNA-polymerase å binde seg til DNA, noe som gjør det mer sannsynlig at disse genene vil bli slått av.