Kernchromatin der DNA: Position, Struktur und Funktionen

Kernchromatin der DNA: Position, Struktur und Funktionen!

Position:

Kernchromatin, auch Kernretikulum genannt, ist ein dunkel gefärbtes (Gr. Chroma = color) -Netzwerk aus langen und feinen Fäden, sogenannten Chromatinfasern, die im größten Teil des Nukleoplasmas des Interphasenkerns suspendiert sind.

Es wurde zuerst von W. Flemming (1879) berichtet.

Struktur:

Während der Interphase liegt Kernchromatin in Form von Chromatinfasern vor, die jeweils einen Durchmesser von etwa 100 Å haben und aus einem DNA-Kern gebildet sind und von einer Proteinschicht bedeckt sind.

Chromatin wird aufgrund seiner Anfärbungseigenschaften mit Acetocarmin oder Feulgen (basisches Fuchsin) und der Natur der DNA in zwei Arten unterschieden (Emile Heitz, 1928):

(i) Heterochromatin:

Es besteht aus kondensierten Regionen (etwa 250 A im Durchmesser), die dunkler gefärbt sind und als Heteropyknose bezeichnet werden, wie dies bei kondensierter DNA der Fall ist, die transkriptionell inaktiv ist (wenig oder keine RNA-Synthese) und spät repliziert (Replikate nach der Replikation von Euchromatin und Replikaten bei das Ende der S-Phase des Mitosezyklus). Sie liegt in der Regel in der Nähe der Atomschicht. Es besteht hauptsächlich aus stark wiederholten DNA-Sequenzen. Es ist weniger empfindlich gegen Mutationen und resistent gegen Nukleaseverdauung.

Heterochromatin ist von zwei Arten:

(a) fakultatives Heterochromatin:

Es stellt das temporär inaktivierte Chromatin während der Interphase in einigen Zelltypen eines Organismus dar. Die Menge an fakultativem Heterochromatin variiert bei verschiedenen Zelltypen stark und hängt von der Differenzierungsstufe ab, z. B. bei embryonalen oder undifferenzierten Zellen weniger, bei hoch spezialisierten Zellen jedoch mehr.

Es bildet etwa 2, 5% des Genoms. Es repräsentiert inaktive Gene zu einem bestimmten Zeitraum, deren Produkte zu diesem Zeitpunkt nicht benötigt werden. In somatischen Zellen von Weibchen der Säugetiere wird eines der 2X-Chromosomen fakultativ heterochromatisiert, um Sexchromatin oder Barr-Körper zu bilden (Erster Bericht von Barr und Bertram, 1944).

In Pflanzen wie Melandrium und Rumex können ein oder beide Geschlechtschromosomen teilweise oder vollständig heterochromatisiert werden. Das Y-Chromosom mehrerer diözischer Pflanzen und Tiere (z. B. Drosophila) wird ebenfalls heterochromatisiert.

(b) konstitutives Heterochromatin:

Es stellt das permanent inaktivierte Chromatin dar und wird im Allgemeinen in der Nähe der Zentromerregionen, Telomere, in den nukleolaren Organisationsregionen und neben der Kernhülle gefunden. Wahrscheinlich erhöht es die Zentromerstärke und dient als Abstandshalter zwischen den vitalen Genen und als Transkriptionsstopp.

Zentromeres Heterochromatin hilft bei der Erkennung und Assoziation homologer Chromosomen während der Meiose. Es ist mit mehr kondensierter DNA als Euchromatin. Während der Interphase aggregieren diese Bereiche des konstitutiven Heterochromatins und bilden ein Chromozentrum.

Vor kurzem wurde berichtet, dass Heterochromatin bestimmte Polygene enthält, um rRNA (in der NOR), 5S-RNA und tRNA zu transkribieren. Seine DNA besteht aus wiederholten Polynukleotidsequenzen (etwa einhundert bis hundert Millionen Mal), die jeweils aus etwa 300 Nukleotiden gebildet werden, und wird Satelliten-DNA oder repetitive oder redundante DNA genannt. Die Gene in der heterochromatischen Region werden möglicherweise für einen kurzen Zeitraum aktiv.

(ii) Euchromatin:

Es handelt sich um ein Chromatin des Interphasenkerns und besteht aus dünnem (30 bis 80 A Durchmesser), das weniger dunkel gefärbt ist als Heterochromatin. Es ist mit loser DNA, die transkriptionell aktiv ist und sich früh (während der frühen S-Phase) repliziert. Es bildet den größten Teil des Kernchromatins. Es unterscheidet sich auch von Heterochromatin in ihrer nukleosomalen Packung.

Die Chromatinfasern ergeben ein perlförmiges Aussehen aufgrund des Vorhandenseins dichter Bereiche von DNA und Proteinen, die als Chromomere bezeichnet werden. Während der Zellteilung kondensieren diese Chromatinfasern durch Spiralisierung und Dehydratisierung in eine Reihe von Stäben (Hofmeister, 1848), die als Chromosomen bezeichnet werden. Das Term-Chromosom wurde von Waldayer (1888) geprägt.