Nucleaire chromatine van DNA: positie, structuur en functies

Nucleaire chromatine van DNA: positie, structuur en functies!

Positie:

Nucleair chromatine, ook wel nucleair reticulum genoemd, is een donker gekleurd (Gr chroma = kleur) netwerk van lange en fijne draden, chromatinevezels genoemd, gesuspendeerd in het grootste deel van het nucleoplasma van de interfase-kern.

Het werd voor het eerst gemeld door W. Flemming (1879).

Structuur:

Tijdens interfase is nucleair chromatine in de vorm van chromatine vezels, elk met een diameter van ongeveer 100 A en gevormd uit een kern van DNA en bedekt door een eiwitachtige laag.

Op basis van hun kleuringseigenschappen met acetocarmine of feulgen (basisch fuchsine) en de aard van DNA, wordt chromatine onderscheiden in twee typen (Emile Heitz, 1928):

(i) Heterochromatine:

Het is gevormd uit gecondenseerde gebieden (ongeveer 250 A in diameter) die meer donker gekleurd zijn, heteropycnose genaamd, zoals het geval is met gecondenseerd DNA dat transcriptioneel inactief is (weinig of geen RNA-synthese) en late replicatie (repliceert na de replicatie van euchromatin en repliceert bij het einde van de S-fase van de mitotische cyclus). Het ligt meestal in de buurt van de nucleaire lamina. Het wordt voornamelijk gevormd door zeer herhaalde DNA-sequenties. Het is minder gevoelig voor mutaties en resistent voor de vertering van nucleases.

Heterochromatine is van twee soorten:

(a) Facultatief heterochromatine:

Het vertegenwoordigt het tijdelijk geïnactiveerde chromatine tijdens interphase in sommige celtypen van een organisme. De hoeveelheid facultatief heterochromatine varieert sterk in verschillende celtypen en is afhankelijk van het stadium van differentiatie, bijvoorbeeld minder in hoeveelheid in embryonale of ongedifferentieerde cellen, terwijl meer in hoeveelheid in zeer gespecialiseerde cellen.

Het vormt ongeveer 2, 5% van het genoom. Het vertegenwoordigt inactieve genen in een bepaalde periode waarvan de producten op dat moment niet nodig zijn. In somatische cellen van vrouwtjes van de zoogdieren wordt één van de 2X-chromosomen facultatief heterochromatografisch om geslachtschromatine of Barr-lichaam te vormen (First gemeld door Barr en Bertram, 1944).

In planten zoals Melandrium en Rumex kunnen één of beide geslachtschromosomen gedeeltelijk of volledig heterochromatiseren ondergaan. Y-chromosoom van verschillende tweehuizige planten en dieren (bijv. Drosophila) wordt ook heterochromateerd.

(b) Constitutief heterochromatine:

Het vertegenwoordigt het permanent geïnactiveerde chromatine en wordt in het algemeen gevonden nabij de centromere gebieden, telomeren, in de nucleolaire organisatorgebieden en grenzend aan de nucleaire envelop. Het verhoogt waarschijnlijk de centromerische sterkte en fungeert als de spacer tussen de vitale genen en fungeert als volledige registers van transcriptie.

Centromeer heterochromatine helpt bij de herkenning en associatie van homologe chromosomen tijdens meiose. Het is met meer gecondenseerd DNA dan euchromatin. Tijdens interphase, deze regio's van constitutieve heterochromatine aggregaat en vormen chromocentre.

Onlangs is gerapporteerd dat heterochromatine bepaalde polygenen bevat voor het transcriberen van rRNA (in het NOR), 5S RNA en tRNA. Het DNA bestaat uit herhaalde polynucleotidesequenties (ongeveer honderd tot honderd miljoen keer), elk gevormd uit ongeveer 300 nucleotiden en wordt satelliet-DNA of repetitief of overtollig DNA genoemd. De genen in heterochromatische regio worden misschien gedurende een korte periode actief.

(ii) Euchromatin:

Het is een waar chromatine van de interfase-kern en is gevormd van dun (30-80 A in diameter), minder donker gekleurd dan heterochromatine. Het is met los DNA dat transcriptioneel actief en vroeg replicerend is (tijdens de vroege S-fase). Het vormt het grootste deel van het nucleaire chromatine. Het verschilt ook van heterochromatine in hun nucleosomale verpakking.

De chromatinevezels geven een gepareld uiterlijk vanwege de aanwezigheid van dichte gebieden van DNA en eiwitten, chromomeren genoemd. Tijdens celdeling condenseren deze chromatine vezels door spiraalvorming en uitdroging in een aantal staven (Hofmeister, 1848), chromosomen genoemd. Termochosoom werd bedacht door Waldayer (1888).