The euchromatin adalah sebahagian daripada kromosom eukariot yang terdiri daripada chromatin ringan dibungkus dan mengandungi sebahagian besar urutan gen pengekodan banyak organisma genom.
Kawasan kromosom eukariotik ini dikaitkan dengan kawasan aktif transkripsi, sebab itulah sangat penting bagi sel-sel organisma. Ini jelas terlihat pada sel yang tidak membelah, kerana ia menjadi heterokromatin ketika pemeluwapan atau pemadatan, selangkah sebelum pembelahan sel mitotik dan / atau meiotik.
Euchromatin dapat diakses oleh mesin transkrip (Sumber: Wenqiang Shi melalui Wikimedia Commons)
Jadi, euchromatin adalah salah satu daripada dua jenis struktur struktur kromatin, yang kedua adalah heterokromatin, yang boleh menjadi fakultatif atau konstitutif.
Struktur
Struktur euchromatin dapat digambarkan sama seperti struktur kromatin yang terdapat di banyak buku teks, kerana salah satu dari sedikit perbezaan antara yang terakhir dan heterokromatin adalah tahap pemadatan atau pemeluwapan untaian protein DNA +.
Kromatin
DNA organisma eukariotik terdapat di nukleus, berkait rapat dengan sebilangan besar protein. Di antara protein ini terdapat beberapa kepentingan, histon, yang bertanggungjawab untuk "mengatur" dan memeluwatkan helai DNA kromosom, yang memungkinkan molekul besar ini "masuk" dalam ruang yang begitu kecil dan mengawal ekspresi gen.
Setiap kromosom eukariotik terdiri dari satu helai DNA dan sebilangan besar protein histon. Struktur ini sangat dinamik, kerana tahap pemadatannya diubah tidak hanya bergantung pada keperluan transkrip selular, tetapi juga bergantung pada momen kitaran sel dan beberapa isyarat persekitaran.
Perubahan dalam pemadatan kromatin mempengaruhi, dalam satu atau lain cara, tahap ekspresi genetik (di beberapa wilayah lebih banyak daripada yang lain), oleh itu ia sesuai dengan tahap peraturan epigenetik maklumat.
Histon memungkinkan panjang helai DNA setiap kromosom dipendekkan hampir 50 kali, yang sangat penting semasa pembahagian sel, kerana pemadatan kromatin memastikan pemisahan kromosom yang betul antara sel anak.
Oktamer histon
Molekul DNA kromosom eukariotik melilit struktur "silinder" yang terdiri daripada lapan protein histon: H2A, H2B, H3 dan H4. Nukleus oktamer terdiri daripada dua dimer H2A dan H2B dan tetramer protein H3 dan H4.
Histon adalah protein asas, kerana mereka mempunyai sebilangan besar residu asid amino bermuatan positif, seperti lisin dan arginin, misalnya. Cas positif ini berinteraksi secara elektrostatik dengan cas negatif molekul DNA, memihak kepada penyatuannya dengan inti protein.
Setiap oktamer histone melilit sekitar 146 pasangan asas, membentuk apa yang dikenali sebagai nukleosom. Chromatin terdiri dari nukleosom berturut-turut, dihubungkan bersama oleh sekeping DNA pendek dan protein penghubung atau pengikat histon yang disebut H1. Konfigurasi ini mengurangkan panjang DNA kira-kira 7 kali berbanding panjang awal.
Protein histone juga mempunyai "ekor" asid amino yang menonjol dari nukleosom dan yang boleh mengalami modifikasi kovalen yang dapat mengubah tahap pemadatan kromatin (pemadatan juga dipengaruhi oleh modifikasi kovalen DNA, seperti , metilasi sitokin, yang menyokong pemadatan).
Bergantung pada masa hidup setiap sel, helai yang terdiri dari nukleosom dapat lebih padat, membentuk struktur berserat yang dikenal sebagai "serat 30 nm", yang memendekkan panjang molekul DNA sebanyak 7 kali.
Serat 30 nm ini dapat disusun di dalam teras dalam bentuk gelung radial; gelung ini dicirikan dengan menyimpan gen aktif transkripsi dan sesuai dengan euchromatin.
Euchromatin dan heterochromatin
Euchromatin dan heterochromatin adalah dua jenis organisasi kromatin. Heterokromatin adalah bahagian kromosom yang paling padat atau "tertutup"; ia dicirikan oleh tanda biokimia hipoasetilasi dan hipermetilasi (dalam eukariota yang lebih tinggi, metilasi residu 9 histon H3).
Dihubungkan dengan heterokromatin adalah kawasan genomik diam yang transkripsi, kawasan urutan berulang, dan kawasan "vestigial" yang menyerang unsur-unsur transposable dan retrotransposon, untuk beberapa nama.
Organisasi kromatin dalam nukleus (Sumber: Sha, K. dan Boyer, LA Tanda kromatin sel pluripoten (31 Mei 2009), StemBook, ed. Komuniti Penyelidikan Stem Sel, StemBook, doi / 10.3824 / stembook. 1.45.1, http://www.stembook.org. Melalui Wikimedia Commons)
Heterochromatin menyusun kawasan telomer dan sentromerik kromosom, yang secara fungsional penting untuk melindungi hujung struktur ini dan untuk pengasingan yang betul semasa kejadian pembelahan sel.
Selain itu, bergantung pada keperluan transkripsi sel, sebahagian kromatin mungkin heterokromatin pada satu masa dan melepaskan pemadatan ini pada masa yang lain.
Euchromatin, sebaliknya, dicirikan oleh hiperasetilasi dan hipometilasi, lebih khusus lagi oleh kumpulan tag asetil pada residu lisin 4 histon H3 dan H4.
Ini sesuai dengan kawasan kromatin "lebih longgar" dan biasanya mewakili bahagian yang paling aktif secara transkripsi, iaitu, di mana bilangan gen pengekodan terbanyak dikelompokkan.
Fungsi euchromatin
Euchromatin sangat banyak terdapat di dalam nukleus sel ketika sel tidak membelah, iaitu ketika kromosom tidak terkondensasi dan tidak menunjukkan bentuk ciri mereka.
Memandangkan bahagian kromatin ini mengandungi jumlah gen aktif transkripsi terbesar, euchromatin mempunyai fungsi penting dalam pengembangan serta metabolisme, fisiologi, dan pengaturan proses biologi penting yang terdapat dalam sel.
Kenapa?
Kerana gen "aktif" memberi kod untuk semua protein dan enzim yang diperlukan untuk menjalankan semua proses metabolik dan fisiologi sel.
Gen-gen yang tidak memberi kod untuk protein, tetapi juga aktif dari sudut transkrip, biasanya mempunyai fungsi pengawalseliaan, iaitu, mereka mengekod molekul RNA kecil, untuk faktor transkripsi, RNA ribosom, dll.
Oleh itu, pengaturan proses transkripsional juga bergantung pada informasi yang terdapat dalam euchromatin, serta pengaturan proses yang berkaitan dengan pembelahan sel dan pertumbuhan.
Rujukan
- Brooker, R., Widmaier, E., Graham, L., Stiling, P., Hasenkampf, C., Hunter, F., … & Riggs, D. (2010). Biologi.
- Eissenberg, J., Elgin, S. (2005) Heterochromatin dan Euchromatin. Ensiklopedia Sains Kehidupan. John Wiley & Sons, Ltd.
- Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Pengenalan kepada analisis genetik. Macmillan.
- Grunstein, M., Hecht, A., Fisher-Adams, G., Wan, J., Mann, RK, Strahl-Bolsinger, S., … & Gasser, S. (1995). Peraturan euchromatin dan heterokromatin oleh histon dalam ragi. J Cell Sci, 1995 (Tambahan 19), 29-36.
- Tamaru, H. (2010). Menguruskan wilayah euchromatin / heterochromatin: jumonji melintasi garisan. Gen & perkembangan, 24 (14), 1465-1478.