Kjernekromatografi av DNA: Stilling, struktur og funksjoner

Kjernekromatografi av DNA: Stilling, struktur og funksjoner!

Stilling:

Kjernekromatin, også kalt nukleært retikulum, er et mørkt farget (Gr. Chroma = farge) nettverk av lange og fine tråder, kalt kromatinfibre, suspendert i det meste av nukleoplasma til interfase-kjernen.

Det ble først rapportert av W. Flemming (1879).

Struktur:

Under interfase er nukleær kromatin i form av kromatinfibre, hver med en diameter på ca. 100 A og dannet av en kjerne av DNA og dekket av et proteinaktig belegg.

På grunnlag av deres flekkegenskaper med acetokarmin eller feulgen (grunnleggende fuchsin) og naturen av DNA, blir kromatin differensiert i to typer (Emile Heitz, 1928):

(i) heterokromatin:

Den er dannet av kondenserte områder (ca. 250 A i diameter) som er mørkere farget, kalt heteropyknose, som det er med kondensert DNA, som er transkripsjonelt inaktivt (liten eller ingen RNA-syntese) og sent replikerer (replikater etter replikering av eukromatin og replikerer ved slutten av S-fasen av mitotisk syklus). Det ligger vanligvis i nærheten av nukleare lamina. Det er hovedsakelig dannet av svært gjentatte sekvenser av DNA. Det er mindre følsomt overfor mutasjoner og motstandsdyktig mot nuklease fordøyelse.

Heterokromatin er av to typer:

(a) Fakultativ heterochromatin:

Den representerer det midlertidig inaktiverte kromatinet under interphase i noen celletyper av en organisme. Mengden av fakultativ heterochromatin varierer mye i forskjellige celletyper og avhenger av scenen av differensiering, f.eks. Mindre i mengde i embryonale eller utifferentierte celler, mens mer i mengde i høyt spesialiserte celler.

Den danner ca. 2, 5% av genomet. Det representerer inaktive gener i en bestemt periode hvis produktene ikke er påkrevd på den tiden. I somatiske celler av kvinner av pattedyrene, er en av 2X-kromosomene alternativt heterokromatisert for å danne sexkromatin eller Barr-kropp (først rapportert av Barr og Bertram, 1944).

I planter som Melandrium og Rumex kan en eller begge sexkromosomer gjennomgå helt eller delvis heterochromatisering. Y-kromosom av flere Dioecious planter og dyr (f.eks. Drosophila) er også heterochromatisert.

(b) Konstitutiv heterochromatin:

Den representerer det permanent inaktiverte kromatinet og er vanligvis funnet nær de sentromere områdene, telomerer, i de nukleolare organiseringsregioner og tilstøtende til den nukleare innhylle. Det øker sannsynligvis den sentromere styrke og fungerer som mellomrom mellom vitale gener og fungerer som fullstopp av transkripsjon.

Centromerisk heterochromatin hjelper i anerkjennelse og forening av homologe kromosomer under meiosis. Det er med mer kondensert DNA enn eukromatin. Under interphase, disse områdene av konstitutive heterochromatin aggregat og danne kromocentre.

Nylig har det blitt rapportert at heterochromatin inneholder visse polygener for å transkribe rRNA (i NOR), 5S RNA og tRNA. Dens DNA er dannet av gjentatte polynukleotidsekvenser (ca. ett hundre til hundre millioner ganger) hver dannet av ca. 300 nukleotider og kalles satellitt DNA eller repeterende eller overflødig DNA. Generene i heterochromatisk region blir kanskje aktive i en kort periode.

(ii) Eukromatin:

Det er sant kromatin av interfase-kjernen og er dannet av tynn (30-80 A i diameter), mindre mørkt farget enn heterochromatin. Det er med løs DNA som er transkripsjonelt aktivt og tidlig replikerende (under tidlig S-fase). Det danner det meste av kjernefysisk kromatin. Det adskiller seg også fra heterochromatin i deres nukleosomale pakking.

Kromatinfibrene gir beaded utseende på grunn av nærvær av tette regioner av DNA og proteiner, kalt kromomerer. Under celledeling, kondenserer disse kromatinfibrene ved spiralisering og dehydrering i en rekke stenger (Hofmeister, 1848), kalt kromosomer. Term kromosom ble laget av Waldayer (1888).