Eukaryotické chromosomy

Z WikiSkript

V buněčných jádrech eukaryot je určitý počet chromosomů, z nichž každý obsahuje jedinou molekulu DNA. DNA v lidském chromosomu obsahuje průměrně 108 až 3.108 párů bází, je 2 nm široká a řádově centimetry dlouhá. Extrémní tvar molekuly vyžaduje řadu mechanismů k tomu, aby nebyla poškozena a aby určité úseky byly v daném čase přístupny biochemickým interakcím. DNA je zákonitě svinuta a chráněna.

Je známá primární struktura DNA (sekvence nukleotidů) a sekundární struktura DNA (dvoušroubovice). O stupeň vyšší strukturou je nukleosomový řetězec. V pravidelných intervalech se v něm dvoušroubovice DNA ovine dvěma otáčkami, tj. úsekem asi 140 párů bazí, kolem proteinového jádra, tvořeného oktamérem histonů.

Histony[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Searchtool right.svg Podrobnější informace naleznete na stránce Histony.

Histony jsou bazické proteiny, neboť obsahují hodně argininu a lysinu. Elektroforézou lze rozlišit 5 typů těchto bílkovin – viz tabulka:

Přehled typů histonů
Histon Poměr Lys/Arg Počet aminokyselin Molekulová hmotnost
H1 20,0 215 21 000
H2A 1,2 129 14 500
H2B 2,5 125 13 800
H3 0,72 135 15 300
H4 0,79 102 11 300

Zmíněný histonový oktamer obsahuje po dvou molekulách H2A, H2B, H3 a H4 a spolu s navinutou DNA tvoří nukleosom o průměru 10 nm. Na elektronoptickém snímku DNA s nukleosomy (polynukleosom) připomíná „korálky na niti“. Jde o 10 nm silné chromatinové vlákno.

DNA s nukleosomy

Primární struktura histonů je v evoluci velice konzervativně zachovávána. H4 z klíčku bobu se od analogického histonu z hovězího thymu liší dokonce jen dvěma konzervativními záměnami aminokyselin: Ile za Val v pozici 60 a Arg za Lys v pozici 77. Z toho vyplývá, že histony mají spíše strukturní význam než nějakou specifickou regulační úlohu v expresi genetické informace.

Histony H1 se k nukleosomům připojují zevně, nejsou součástí oktameru. Na každý nukleosom připadá jedna molekula H1. Zřejmě má význam v dalším svinování nukleosomového řetězce do závitů vyššího řádu, solenoidu. Jedna otáčka obsahuje 8–10 nukleosomů. Solenoid je vlastně chromatinové vlákno o průměru 30 nm. Největší lidský chromosom obsahuje asi 4000 solenoidů.

V interfázi se aktivnější část chromosomu nachází v některé z popsaných spiralizací (tzv. euchromatin). Heterochromatin a chromosomy v metafázi obsahují struktury vyššího řádu než solenoid.

Odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Související články[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Další kapitoly z knihy ŠTÍPEK, S.: Stručná biochemie uchování a exprese genetické informace:
Struktura nukleových kyselin: Základní složky nukleových kyselinPrimární struktura nukleových kyselinŘetězec nukleové kyseliny lze štěpit neenzymovou nebo enzymovou hydrolýzouMetody sekvencováníSekundární a vyšší struktura nukleových kyselin: Sekundární struktura DNADenaturace a reasociace řetězců nukleových kyselin, molekulární hybridizaceSekundární struktura RNATopologie DNA; • Interakce DNA s proteiny, struktura chromosomuBakteriální chromosomEukaryotické chromosomyDNA mitochondrií
Biosyntéza nukleových kyselin: Replikace DNATranskripce
Biosyntéza polypeptidového řetězce – translace: Transferové RNA (tRNA)Aktivace aminokyselin, syntéza aminoacyl-tRNAFunkce ribozómů v translaciTranslace u prokaryotůStruktura ribozómůIniciace translaceElongace peptidůTerminace translaceInhibitory bakteriální translaceTranslace u eukaryotůStruktura ribozómůIniciace eukaryotické translaceElongace eukaryotické translaceTerminace eukaryotické translaceInhibitory eukaryotické translace
Genetický kód
Biosyntéza nukleových kyselin a proteosyntéza v mitochondriích: Replikace mitochondriální DNAMitochondriální transkripceMitochondriální translace
Řízení genové exprese a proteosyntézy: Řízení genové exprese a proteosyntézy u prokaryotRegulace na úrovni transkripceRegulace sigma-faktoryJacobův-Monodův operonový modelRegulační význam cAMP u bakteriíVariace operonového řízení genůTryptofanový a arabinosový operonŘízení terminace transkripceRegulace bakteriální proteosyntézy na úrovni translaceŘízení genové exprese a proteosyntézy u eukaryotRegulace na úrovni uspořádání genůRegulace na úrovni transkripceRegulace posttranskripčních úprav pre-mRNARegulace na úrovni translaceŘízení rychlosti degradace mRNARegulace funkce proteinu kotranslačními a posttranslačními úpravami
Posttranslační úpravy a targeting proteinů: Signální sekvence polypeptidu, volné a vázané ribozómyPosttranslační glykosylace proteinůTargeting nezávislý na glykosylaci proteinůTargeting mitochondriálních proteinůTargeting jaderných proteinůRozhodovací mechanismus k destrukci nefunkčních proteinůReceptorem zprostředkovaná endocytóza
Biochemie virů: Reprodukce DNA virůReprodukce RNA virůInterferony
Biochemie genového inženýrství: Štěpení DNA na definovaném místě řetězceÚčinné dělení fragmentů DNA elektroforézouIdentifikace restrikčních fragmentůSyntéza umělé DNAPomnožení a exprese izolovaného nebo umělého genu v hostitelské buňce


Zdroje[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  • ŠTÍPEK, Stanislav. Stručná biochemie : Uchování a exprese genetické informace. 1. vydání. Medprint, 1998. 92 s. s. 21–23. ISBN 80-902036-2-0.