Indhold
DNA'et inde i en celle er organiseret, så det passer godt inden for den lille størrelse af en celle. Dets organisation letter også let adskillelse af de korrekte kromosomer under celledeling. Den grad, i hvilken DNA'et er tæt pakket, kan også påvirke, hvilke gener der tændes eller slukkes ved at påvirke evnen af visse proteiner til at binde til DNA'et.
I dette indlæg gik over detaljerne for hver af disse virkninger af tæt indpakket DNA.
Struktur af DNA
DNA er et stort kompleks, der består af flere byggesten, kendt som nukleotider. Disse nukleotider binder sig sammen og danner DNA-tråde. Disse strenge kan derefter parres, baseret på komplementære sekvenser af nukleotiderne. Parringen af disse strenge danner en såkaldt struktur med dobbelt-helix.
Den dobbelte helix af DNA indpakkes derefter omkring visse proteiner kendt som histoner. Dette tillader, at DNA'et indpakkes tættere og derfor optager mindre plads inden i cellen. DNA'et kan kondensere yderligere ved at histonerne kommer tæt på hinanden. Denne endnu strammere vikling af DNA'et medfører dannelse af tæt indpakket eller kondenseret kromosomer.
Kromosomkondensation
I det meste af en celles levetid er DNA'et kun løst omkring histonerne og er ikke i den kondenserede kromosomale form. Den strammere indpakning eller kondensering af kromosomerne forekommer kun under mitose, processen med celledeling. Under mitose kondenseres kromosomerne, så hvert kromosom er en distinkt enhed.
Før mitose kopierer cellen sit DNA, så den indeholder to kopier af hvert kromosom. Kromosomerne er på linje i midten af cellen under mitose, med parene af kromosomer ved siden af hinanden. Når cellen deler sig, går en kopi til hver af de resulterende celler.
Hvis kromosomerne ikke stemmer overens, kan der forekomme alvorlige genetiske abnormiteter, hvilket kan føre til død af cellen eller kræft. Kondensering af DNA'et i tæt pakket kromosomer gør processen med kromosomindretning og -separation under mitose mere effektiv.
Sådan udtrykkes en gen
Genekspression, eller processen med et gen, der tændes og transkriberes, er en kompleks proces. Det involverer binding af visse proteiner, kendt som transkriptionsfaktorer, til den del af genet, der regulerer dets ekspression. De fleste transkriptionsfaktorer fremmer ekspression af et gen; nogle transkriptionsfaktorer forhindrer dog, at et gen udtrykkes, med andre ord at det slukkes.
Når en transkriptionsfaktor tænder et gen, bevæger et protein kaldet RNA-polymerase sig langs DNA'et og danner en komplementær sekvens af RNA, der derefter bliver protein.
Effekt på genekspression
Den måde, hvorpå DNA indpakkes, kan påvirke genekspression, eller hvilke gener der er tændt. Når kromosomerne er tæt kondenseret, indpakkes DNA'et meget tæt, hvilket gør det vanskeligt for transkriptionsfaktorer at binde til DNA'et. Når DNA'et er mindre tæt viklet rundt om histonerne, kan histonerne selv påvirke genekspression.
Modifikationer, såsom binding af phosphatgrupper, kan forekomme på histoner, og disse modifikationer kan forårsage, at DNA'et binder mere eller mindre tæt til histonerne. Regioner af DNA, der kun er løst bundet til histoner, er mere tilgængelige for transkriptionsfaktorer og RNA-polymerase, hvilket gør disse gener lettere at tænde for. Når DNA'et er bundet tættere til histoner, er det imidlertid vanskeligere for transkriptionsfaktorer og RNA-polymerase at binde til DNA'et, hvilket gør det mere sandsynligt, at disse gener vil blive slukket.