Kuidas korraldatakse DNA raku mahutamiseks?

Posted on
Autor: Peter Berry
Loomise Kuupäev: 20 August 2021
Värskenduse Kuupäev: 13 November 2024
Anonim
18. jaanuar 2022. Täiskuu seab Maale uue ülesande Elava Vee
Videot: 18. jaanuar 2022. Täiskuu seab Maale uue ülesande Elava Vee

Sisu

Teie kehas on umbes 50 triljonit rakku. Peaaegu kõigil neil on DNA - tegelikult kaks meetrit sellest. Kui kogu DNA kokku tõmmata, on teil nöör piisavalt pikk, et minna Maa ümber kaks ja pool miljonit korda. Millegipärast pakitakse see DNA piisavalt tihedalt, et see mitte ainult ei mahu teie keha sisse, vaid mahuks ka keha moodustavate rakkude pisikestesse tuumadesse. Teie keha haldab seda samamoodi nagu teie korraldaksite köitekollektsiooni või lõnga vikerkaare: see kerib ja aheldab kiud kokku.


DNA struktuur

Üks DNA molekul koosneb pikast adeniini, tsütosiini, guaniini ja tümiini molekulide ahelast, mis on ühendatud suhkru- ja fosfaatrühmadega. DNA molekulid eksisteerivad üksi harva; tavaliselt paaritakse need üksteise ümber keerutatud komplementaarsete ahelatena kuulsa topeltheeliksi konfiguratsioonis. Nagu kaks keermestatud lõiku, pakub ka kaheahelaline DNA omamoodi keemilist kaitset, mis muudab need kaks koos tugevamaks kui üks ise. See kaheahelaline kinnitamine on esimene mehhanism DNA pakendamiseks tihedasse pakendisse, vähendades kahe meetri pikkuse ühele.

Nukleosoomid

Kui teil oleks olnud 50 meetrit niiti, ei tahaks seda lihtsalt kuhjaga kukutada. Selle asemel saate pooli ja mähkida niit selle ümber. See on sama asi, mida teie keha DNA-ga. See kasutab DNA poolidena molekulide rühmi, mida nimetatakse histoonideks. Olukord on natuke keerulisem kui teie keermestatud pool, sest teie keha peab saama juurdepääsu teie DNA erinevatele osadele erinevatel aegadel. Nii et ühe suure pooli asemel, mille keskel kuskile jõudmiseks oleks vaja palju lahti pakkida, teeb teie keha palju väikeseid pooli, muutes teie DNA-s ühe silmuse teise järel. Neid spoolitud DNA pisikesi silmuseid nimetatakse nukleosoomideks ja igas kromosoomis on neid sadu tuhandeid. Saadud struktuuri nimetatakse tavaliselt "helmesteks". See spoolimine vähendab DNA pikkust umbes meetrilt umbes 14 sentimeetrini.


30-nm kiud

Järgmine samm DNA tihendamisel pole nii hästi mõistetav, kuigi tulemused on teada. Millegipärast keerlevad nukleosoomid üksteise ümber, näiteks kroonlehel olevad kroonlehed, kui iga kroonleht oleks vertikaalne nukleosoom. Seejärel paiknevad üksteise peal spiraalselt ümmargused nukleosoomide silmused. Tulemuseks on struktuur, mida nimetatakse 30-nanomeetriseks kiuks, kuna selle stringi läbimõõt on 30 miljardit meetrit. See 30-nanomeetrine kiu silmus siis ise ja silmused silmused jälle ise - nüüd pigem nagu lõngakera kui niidi pool. See mähiste tase on piisav, et DNA mahuks raku tuuma.

Metafaas

Kui lahter jaguneb, jaguneb see ise kaheks täiuslikuks koopiaks. Need kaks täiuslikku koopiat sisaldavad kahte komplekti DNA-d. Duplikatsiooni ettevalmistamiseks kondenseeritakse kromosoomid veelgi, rivistudes raku eluetapis, mida nimetatakse metafaasiks. Metafaasis on DNA-l nii palju silmuseid, et see on kokku pressitud üheks kümnendikuks selle algsest pikkusest. Need kokkusurutud vormid olid esimene avastatud DNA vorm.