Molekulárna štruktúra chromozómu

 

MOLEKULÁRNA ŠTRUKTÚRA CHROMOZÓMOV

CHROMOZÓMY sú súčasťou všetkých buniek. Vyznačujú sa 2 základnými vlastnosťami:

  • Obsahujú nukleové kyseliny ( NK ): DNA alebo RNA, v ktorých je zakódovaná genetická informácia ( GI )
  • Procesom zdvojenia umožňujú prenos GI z rodičovského organizmu do potomstva

1. U nebunkových systémov ( vírusy, bakteriofágy,... ) je nositeľom GI DNA alebo RNA, ktoré spolu s bielkovinou tvoria charakteristickú štruktúru NUKLEOKAPSID. Prenos GI je závislý na hostiteľskej bunke.

2. U prokaryotických buniek je DNA voľne uložená v cytoplazme bez jadrovej membrány a viazaná veľmi labilnou a nestabilnou väzbou na zásaditú bielkovinu, od ktorej ľahko disociuje = NUKLEOPROTEÍNOVÉ VIAZANIE BEZ JADROVEJ MEMBRÁNY.

3. V eukaryotických bunkách je DNA lokalizovaná v jadre obalenom jadrovou membránou a viazaná pevnou väzbou s histónovými bielkovinami = STABILNÁ NUKLEOPROTEÍNOVÁ ŠTRUKTÚRA.

 

 

ŠTRUKTÚRA CHROMOZÓMOVÝCH NK

1. DNA: kóduje rRNA, tRNA a bielkoviny

a)      Jednovláknová: fágy, vírusy ( počas replikácie sa zdvojuje na tzv. replikačnú formu )

b)      Dvojvláknová:

·        Kruhová forma: fágy, baktérie, vírusy

·        Lineárna forma: eukaryotické organizmy, vírusy, niektoré fágy – napr. bakteriofág λ

2. RNA: kóduje bielkoviny

a)      Jednovláknová – Lineárna: malé vírusy, fágy

b)      Dvojvláknová: retrovírusy

 

ŠTRUKTÚRA A ZLOŽENIE CHROMATÍNU

Chromozómy sú tvorené chromatínom.

CHROMATÍN

  • Je hmota bunkového jadra, ktorá je tvorená nukleoproteínovým komplexom
  • Je to časť bunkového jadra, ktorú je možno izolovať ako štruktúrny a funkčný celok a ktorú je možné študovať „in vivo“ aj „in vitro“
  • V interfáze bunkového cyklu je amorfný, má tvar jemnej siete zloženej z dešpiralizovaných a hydratovaných chromozómov
  • Počas delenia bunky  dochádza ku špiralizácii do typického tvaru chromozómov
  • Rozlišujeme:

a)      Euchromatín: geneticky aktívny stav chromatínu, gény sa prepisujú do mRNA, zásaditými farbivami sa farbí slabo. Tvorí okolo 70% z celkového chromatínu.

b)     Heterochromatín: geneticky neaktívny stav chromatínu, gény sa neprepisujú do mRNA, zásaditými farbivami sa farbí silno. Tvorí okolo 30% z celkového chromatínu.

  •  Základnou organizačnu jednotkou chromatínu je NUKLEOZÓM, ktorý spolu s DNA tvorí nukleozómový reťazec ( „šnúru perál“)
  • Nukleozóm je zložený z:

- DNA ( DNA – histónové komplexy )

            - HISTÓNOVÝCH BIELKOVÍN: H1, H2A, H2B, H3, H4

               Sú to silne zásadité bielkoviny, obsahujú veľké množstvo zásaditých AMK. Pomer    HB a DNA je veľmi stabilný – 1,2 až 1,4. Typy HB sa líšia molekulovou hmotnosťou

( najvyššia je u H1 ), obsahu lyzínu (klesá od H1 po H4 ) a arginínu ( stúpa od H1 po H4 )

            - RNA ( hnRNA, snRNA)

               Malé množstvo, dôležité pri splicingu intrónov

            - NEHISTÓNOVÉ BIELKOVINY s kyslými alebo neutrálnymi vlastnosťami a 3 funkciami:

o       enzýmová aktivita pri procesoch transkripcie

o        štruktúrne bielkoviny – súčasť štruktúry chromozómov

o        regulačné funkcie – „ovládajú“ neaktívne gény

 

ŠTRUKTÚRA  NUKLEOZÓMOV

Nukleozóm je zložený z jadra, ktoré je tvorené histónovými bielkovinami H2A, H2B, H3 a H4; uložené 2x4, čiže 8 bielkovín, tvoriace OKTAMÉR. DNA obtáča jadro 1,75x, čo v dĺžke znamená cca 146 nukleotidov. Vzdialenosť medzi jadrami je cca 20 – 120 bp a stabilitu medzi nimi zabezpečuje bielkovina H1. Vlákno DNA ide z jedného jadra na druhé, obtáča ich a vytvára tzv. „šnúru perál.“

SOLENOIDY vznikajú špiralizáciou chromatínového vlákna ( = terciárna štruktúra ). Na 1 závit solenoidu pripadá 8 až 10 nukleozómov.

 

 

 

 

FOREX