08 chromosomy i regulacja genów bmp

Streszczenie

♦    Materiał genetyczny komórki eukariotycznej zawar-tyjest w chromosomie lub chromosomach, z których każdy utworzony jest z jednej, niezmiernie długiej cząsteczki DNA, zawierającej wiele genów.

♦    DNA w chromosomie zawiera o prócz genów także wiele miejsc inicjacji replikacji, jeden ccntronier i dwa tclomery. Dzięki tym sekwencjom chromosom może być wydajnie replikowany i przenoszony do komórek potomnych.

♦    Chromosomy w komórkach eukariotycznych zawierają DNA ściśle związany z wyspecjalizowanymi białkami, których masa niemal dorównuje masie DNA. Białka te zwijają DNA w formy hardziej skondensowane, dzięki czemu może się on zmieścić w jądrze komórkowym. Kompleks DNA i białek, w chromosomach nazywa się chromatyną.

♦    W skład białek związanych z DNA wchodzą histony, które upakowują DNA w powtarzający się układ cząstek złożonych z białka i DNA, nazywanych nu-kleosomami.

♦    Za pomocą cząsteczki histonui 11 nukleosomy przybierają formę włókna 30 nm. Włókno to może być następnie zwijane lub fałdowane.

♦    Niektóre formychromatyny są tak zwarte, że geny w nich zawarte są transkrypcyjnie wyciszone. W takim stanie są wszystkie geny na chromosomie podczas podziału komórkowego (mitozy), kiedy chromosomy stają się wysoce skondensowane.

♦    Specyficzne regiony chromosomów, nazywane hete-rochromatyną, są skondensowane i nieaktywne również w komórkach nie dzielących się. Geny sztucznie przeniesione w regiony hctcrochromatyny często ulegają wyciszeniu.

♦    Typowa komórka eukariotyczna wykoizystuje tylko część swoich genów; w organizmach wielokomóiko-wych odmienne typy komórek powstają w wyniku uruchamiania różnych grup genów w trakcie różnicowania.

•    Wszystkie etapy ekspresji genu mogą podlegać regulacji, jednak większość genów jest regulowana na etapie inicjacji transkrypcji.

•    W komórkach eukariotycznych transkiypcja pojedynczych genów jest włączana lub wyłączana przez białka regulatorowe genów. Działają one poprzez wiązanie się z krótkimi odcinkami DNA — sekwencjami regulatorowymi DNA.

•    Chociaż każde białko regulatorowe genów ma unikatowe cechy, większość tych białek wiąże się z DNA za pomocą kilku motywów strukturalnych. Ściśle określona sekwencja aminokwasowa zaangażowana w utworzenie motywu pozwala rozpoznać specyficzną sekwencję DNA.

•    Polinreraza RNA wiąże się z DNA i inicjuje transkrypcję w miejscu nazywanym promotorem.

•    U bakterii białka regulatorowe zwykle wiążą się z sekwencją regulatorową DNA położoną w pobliżu miejsca wiązania się polimerazy RNA, aktywując lub hamując transkiypcję genu. U cukuriolów sekwencje regulatorowe często są oddzielone od promotora wieloma tysiącami par nukleotydów.

•    Aby zainicjować transkiypcję, eukariotyczne polimerazy' RNA potrzebują utworzenia się w miejscu promotorowyni kompleksu, któiy jest złożony z ogólnych czynników transkiypcyjnych. Eukariotyczne białka regulatorowe genów prawdopodobnie działają poprzez wpływanie na proces formowania kompleksu, przyspieszając go (akt wato ty) lub hamując (represory).

•    U eukariotów ekspresję genu zazwyczaj kontrolują kombinacje białek regulatorowych genów.

•    U wielokomórkowych roślin i zwierząt wytwarzanie różnych białek regulatorowych genów w różnych typach komórek zapewnia ekspresję jedynie tych genów, które są właściwe dla danego typu komórki.

•    Pojedyncze białko regulatorowe genów, jeśli ulega ekspresji we właściwej komórce prekursorowej, może uruchamiać tworzenie się wyspecjalizowanych typów komórek lub nawet całych organów.