Supraîncărcarea ADN-ului
Se crede că acest articol sau secțiune despre subiectul biologiei este verificat . |
Genomul uman este alcătuit din ADN care, împreună, conține aproximativ 3,2 Gbp , împărțit în 24 de părți de lungime variabilă (cea mai lungă 245 Mbp , cea mai scurtă 47 Mbp). Având în vedere că lanțul ADN are o lățime de 2,2 până la 2,4 nm și că între centrul unei nucleotide și centrul următorului există 0,33 - 0,34 nm, genomul uman ar fi lung (dublu helix suprapus) 1,1 m. În timp ce miezul este o structură oarecum sferică care are un diametru de 8 µm (7 300 000 de ori mai puțin). Cu toate acestea, nu este imposibil ca ADN-ul să fie în interior, deoarece este extrem de subțire (dimensiunile sale spațiale sunt: 1,1 m × 2 nm × 2 nm) și are un volum de aproximativ 900 ym³, în timp ce volumul nucleului este de aproximativ 2 , 1 fm³. Cu toate acestea, pentru ca ADN-ul să rămână în nucleu, este necesar ca aceleași să se plieze, să se plieze, să se acumuleze, să se stratifice pentru a se scurta și a se îngroșa, așa cum face intestinul subțire în cavitatea abdominală.
Primul nivel de compactare
Pentru realizarea acestui ambalaj există histone , proteine foarte particulare foarte prezente în celula eucariotă (6.000.000 de molecule ). Există cinci histone : H1 , H2A , H2B , H3 și H4 și sunt fabricate în cea mai mare parte a aminoacizilor încărcați pozitiv ( lizină și arginină ), pentru a putea lega ADN-ul cu o forță nu excesivă (nu este o legătură covalentă) ). Patru dintre aceste histone sunt grupate în perechi pentru a forma un octamer cilindric regulat în jurul căruia ADN-ul se înfășoară cu un curs stângaci de 1,63 ori. Opt histone + ADN formează un nucleozom . Un nucleozom este alcătuit din 200 bp , dintre care doar 146 înfășoară în jurul histonei octamer, în timp ce restul de 54 bp rămân derulat și sunt numiți ADN de legătură. Având în vedere că un octamer histonic are un diametru de 11 nm, că ADN-ul de legătură are 18 nm lungime și că există aproximativ 60 de milioane de histone pe celulă, se poate observa că dimensiunea ADN-ului se schimbă de la 1,1 m × 2 nm la aproximativ 50 cm × 11 nm (întotdeauna împărțit în 24 de fragmente). Acest aranjament se numește „colier de perle” și este un prim nivel de condensare, dar totuși insuficient (este de peste 60.000 de ori mai lung decât diametrul miezului).
Al doilea nivel de compactare
Al doilea nivel de compactare se numește „solenoid”. Aici intră în funcțiune o a cincea histonă, H1 care adună nucleozomii prin suprapunerea lor câte doi (fibră de cromatină) sau gruparea lor în grupuri de câte 6 ( solenoid ). În acest fel, grosimea merge de la 11 nm la aproximativ 30 nm (11 nm × 2 + 9 nm de spațiu internucleozomal) și lungimea merge la aproximativ 15 cm × 30 nm (împărțit în 24 de fragmente). Deși lungimea este de 20.000 de ori mai mare decât diametrul miezului, aceste cabluri se încurcă singure ca firul de pe o bilă și se potrivesc perfect în miez.
Al treilea nivel de compactare
De fapt, fibra de 30 nm se poate răsuci pe sine formând bucle și contra-bucle, scurtându-se de 10 ori, trecând la 1,5 cm × 300 nm (întotdeauna împărțită în 24 de părți). Acest nivel de condensare se numește cromatină extinsă sau eucromatină (din greacă εὖ (eu) = bună și χρῶμα (chròma) = culoare, deoarece acestea pot fi colorate cu culori diferite în funcție de raportul AT / CG) și este gradul de condensare pe care caracterizează ADN-ul sub transcripție activă sau genele pe care celula le exprimă în viața sa (ansamblul de gene care rămân neexprimate se numesc heterocromatină ). Eucromatina poate condensa mai mult. În timpul diferențierii, eucromatina este condensată și nu mai poate fi tradusă niciodată (de exemplu, condensarea genei imunoglobulinei într-un melanocit ) prin colectarea și presarea acesteia, până când se scurtează (aproape jumătate din lungime) și o îngroașă. Este nescris și are dimensiuni de aproximativ 9 mm × 500 nm.
Al patrulea nivel de compactare
Cu toate acestea, la capetele telomerice și în apropierea centromerului , cromatina este întotdeauna foarte condensată, indiferent de tipul celulei și nu conține niciun fel de gene sau foarte puține. Aceasta se formează prin înnodarea euchromatinei pe sine de mai multe ori și constiparea și strângerea acesteia până când devine aproximativ 7 mm × 700 nm. Această formă de cromatină se numește heterocromatină (din greaca ἔτερος (èteros) = diferită, deoarece a fost colorată diferit, mai intens, decât restul ADN-ului) sau cromatină condensată. Cu toate acestea, euchromatina și heterocromatina din nucleu se află la niveluri variate de condensare, în funcție de regiune (heterocromatină) sau de prezența transcripției active (eucromatină).
Al cincilea nivel de compactare
În metafaza mitozei (a doua fază), observând o celulă în metafază la microscopul optic , vedem, alinindu-se la centrul celulei pe o linie ecuatorială imaginară ( placă metafazică ) a structurilor în formă de X cu două brațe mai lungi decât celelalte două. La analiza moleculară, ADN-ul este legat de microtubulii fusului mitotic . Măsurând, de exemplu, cromozomul 22, se dovedește că acesta are o dimensiune de 2 µm × 1,4 µm, adică s-a condensat de aproape 50 de ori mai mult decât eucromatina, adică de aproximativ 10 000 de ori mai mult ADN liniar decât dubla helix , [ neclar ] suficient pentru a fi vizibil. Acest lucru este posibil prin prezența a două lanțuri de proteine, încă puțin cunoscute, care formează o axă centrală (schema X) unită de o a treia proteină ( centromerul ) în jurul căreia heterocromatina se înfășoară de mai multe ori pe toată lungimea sa, formând cromozomul metafazic, cel observat legat de fusul mitotic (pentru centromer) în timpul metafazei mitozei.
Elemente conexe
linkuri externe
- ( EN ) ADN supraînfășurare , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
