Wat is Nucleosoom en chromatine? — Biologie

Definitie 1.1 Universitaire biologie — jaar 3 · Hoofdstuk 1 — Chromatine en epigenetica

Chromatine is het complex van DNA met eiwitten waarin het genoom in een eukaryote kern bestaat. De herhalende eenheid is het nucleosoom: $147\,\mathrm{bp}$ DNA gewonden in $1.65$ linksdraaiende slagen om een octameer van histonen — van elk van de kleine, zeer basische eiwitten H2A, H2B, H3 en H4 twee kopieën — gevolgd door een linker van $20\text{ tot }60\,\mathrm{bp}$ naar het volgende nucleosoom. Een vijfde histon, H1, bindt de linker waar die de kern binnengaat en verlaat en helpt de kralen tegen elkaar aan te pakken. Elk kernhiston draagt een ongestructureerde aminoterminale staart van zo’n $20\text{ tot }40$ residuen die uit het deeltje steekt. Chromatine dat licht kleurt, los gepakt is en wordt getranscribeerd heet euchromatine; dicht gepakt, laat replicerend en grotendeels zwijgend chromatine, bij centromeren, telomeren en herhaalde sequenties, heet heterochromatine.

De 10\, nm-vezel: nucleosoomkernen (blauw) op één doorlopend DNA (rood), elke kraal een histonoctameer met zijn staarten (oranje) naar buiten, linkerhiston H1 (groen) op het in- en uittredepunt. Ongeveer zes nucleosomen beslaan de lengte die 1200\, bp naakt DNA zou innemen. — De $10\,\mathrm{nm}$ -vezel: nucleosoomkernen (blauw) op één doorlopend DNA (rood), elke kraal een histonoctameer met zijn staarten (oranje) naar buiten, linkerhiston H1 (groen) op het in- en uittredepunt. Ongeveer zes nucleosomen beslaan de lengte die $1200\,\mathrm{bp}$ naakt DNA zou innemen.

Chromatine op moleculaire schaal: de dubbele helix gewonden om opeenvolgende histonkernen, de “kralen aan een snoer” die de nucleaseladder aan het licht bracht.

Voorbeelden

Voorbeeld 1.3 (Twee meter in tien micrometer)

Een menselijke diploïde kern bevat $6.4\times 10^{9}$ basenparen. Bij $0.34\,\mathrm{nm}$ per basenpaar is dat $2.2\,\mathrm{m}$ dubbele helix, in een kern van ongeveer $10\,\text{µ}\mathrm{m}$ doorsnede. Zij wordt gepakt in $6.4\times 10^{9}/200 \approx 3.2\times 10^{7}$ nucleosomen, die elk ongeveer $108\,\mathrm{kDa}$ histon dragen tegenover $96\,\mathrm{kDa}$ DNA ( $147\,\mathrm{bp}$ à $650\,\mathrm{Da}$ per paar): de kern bevat naar massa ruwweg evenveel histon als DNA. Het DNA zelf, opgevat als een cilinder van $2\,\mathrm{nm}$ doorsnede, heeft een volume van slechts ongeveer $7\,\text{µ}\mathrm{m}^{3}$ , zo’n $1\,\%$ van een bolvormige kern met straal $5\,\text{µ}\mathrm{m}$ ; het pakkingsprobleem is er een van verknoping en toegang, niet van ruimte.

Lees in het hoofdstuk →