Apa fungsi kromatin? jenis dan Peran dalam ekspresi genetik

Kromatin adalah zat dalam sel eukariotik yang tersusun dari kombinasi protein yang disebut “histon,” dengan DNA dan RNA, yang fungsinya membentuk kromosom untuk berintegrasi ke dalam inti sel.

Kromatin dimodifikasi sepanjang tahapan siklus sel, menghasilkan berbagai tingkat pemadatan.

Histon adalah protein dasar yang dibentuk dari arginin dan lisin. Fungsinya untuk memfasilitasi DNA yang akan dipadatkan untuk berintegrasi ke dalam inti sel. Ini, pada gilirannya, bertanggung jawab untuk menyediakan informasi genetik ke sel.

Jadi, hal pertama yang dilakukan kromatin adalah memfasilitasi penyatuan DNA dengan agregat nukleat yang menghasilkan apa yang disebut nukleosom.

Pada gilirannya, banyak nukleosom menghasilkan struktur yang dikenal sebagai “kalung mutiara”, karena bentuk yang dihasilkan.

Pada tingkat pemadatan berikutnya, struktur diubah menjadi solenoida. Dari sana tahap-tahap transformasi berlanjut hingga mencapai bentuk kromosom seperti yang kita kenal.

Apa itu Kromatin

Kromatin adalah cara di mana DNA disajikan dalam inti sel. Ini adalah bahan dasar kromosom eukariotik, yang sesuai dengan hubungan DNA, RNA dan protein yang ditemukan dalam inti sel punca sel eukariotik dan yang membentuk genom sel-sel ini. Protein terdiri dari dua jenis: histon dan protein non-histon.

Unit dasar kromatin adalah nukleosom. Ini dibentuk oleh sekitar 146 pasangan basa panjangnya (jumlahnya tergantung pada organisme), terkait dengan kompleks spesifik delapan histon nukleosomal (histon oktamer).

Setiap partikel memiliki bentuk disk, dengan diameter 11 nm dan berisi dua salinan masing-masing dari empat histon H3, H4, H2A dan H2B. Oktamer ini membentuk nukleus protein, di mana DNA helix dibungkus (sekitar 1,8 putaran).

Di antara masing-masing asosiasi DNA dan histon terdapat DNA bebas yang disebut spacer DNA, dengan panjang bervariasi antara 0 dan 80 pasang nukleotida yang menjamin fleksibilitas terhadap serat kromatin. Jenis organisasi ini memungkinkan langkah pertama pemadatan bahan genetik, dan memunculkan struktur yang mirip dengan “kalung mutiara”.

Selanjutnya, tingkat kedua dari organisasi tingkat tinggi adalah “serat 30 nm”, terdiri dari kelompok nukleosom yang saling berhimpitan, membuat pengaturan teratur berkat aksi histon H1.

Akhirnya, peningkatan kemasan DNA berlanjut sampai kromosom yang diamati dalam metafase diperoleh, ini adalah level tertinggi dari pemadatan DNA.

Jenis kromatin

Setidaknya ada dua jenis kromatin. Yaitu: heterokromatin dan eukromatin.

Heterokromatin

Dalam heterokromatin, filamen memadat dan menggulung bersama membentuk semacam benjolan. DNA tetap tidak aktif, karena proses pemadatan ini tidak memungkinkan Anda untuk menyandikan materi genetik.

Eukromatin

Eukromatin, sementara itu, mengacu pada jenis kromatin di mana pemadatan lebih rendah, yang memungkinkan adanya DNA aktif, yang mampu membaca kode genetik dalam bentuk tersebut.

Peran kromatin dalam ekspresi genetik

KromatinKromatin adalah struktur dinamis yang menyesuaikan keadaan pemadatan dan pengemasannya untuk mengoptimalkan proses replikasi, transkripsi, dan perbaikan DNA, memainkan peran pengaturan mendasar dalam ekspresi gen.

Keadaan pemadatan yang berbeda dapat dikaitkan (meskipun tidak unik) dengan tingkat transkripsi yang ditunjukkan oleh gen yang ditemukan di area tersebut. Kromatin, pada prinsipnya, sangat represif untuk transkripsi, karena hubungan DNA dengan protein yang berbeda membuat prosesi RNA polimerase yang berbeda menjadi sulit. Oleh karena itu, ada beragam mesin remodeling kromatin dan pengubah histone.

Saat ini apa yang dikenal sebagai “kode histon”. Histon yang berbeda dapat mengalami modifikasi pasca-translasi, seperti metilasi, asetilasi, fosforilasi, biasanya diberikan pada residu lisin atau arginin.

Asetilasi dikaitkan dengan aktivasi transkripsi, karena ketika lisin diasetilasi, muatan positif keseluruhan histon menurun, sehingga memiliki afinitas yang lebih rendah untuk DNA (yang bermuatan negatif).

Akibatnya, DNA tidak terikat terlalu erat sehingga memungkinkan akses ke mesin transkripsi. Sebaliknya, metilasi dikaitkan dengan represi transkripsional dan ikatan DNA-histon yang lebih kuat (meskipun ini tidak selalu benar). Misalnya, dalam ragi S. pombe, metilasi dalam residu lisin histon 3 dikaitkan dengan represi transkripsi dalam heterokromatin, sedangkan metilasi dalam residu lisin 4 meningkatkan ekspresi gen.

Enzim yang menjalankan fungsi modifikasi histon adalah asetil dan deasetil histon, dan metilase dan demetil histon, yang membentuk keluarga yang berbeda yang anggotanya bertanggung jawab untuk memodifikasi residu tertentu dari ekor panjang histon.

Selain modifikasi histon, ada juga mesin remodeling kromatin, seperti SAGA, yang bertanggung jawab untuk memposisikan kembali nukleosom, baik dengan menggesernya, memutarnya, atau bahkan membongkar sebagian, menghilangkan sebagian dari histon konstituen nukleosom dan kemudian mengembalikannya. ke tempat.

Secara umum, mesin remodeling kromatin sangat penting untuk proses transkripsi dalam eukariota, karena mereka memungkinkan akses dan prosesivitas polimerase.

Bentuk lain dari pelabelan kromatin sebagai “tidak aktif” dapat terjadi pada tingkat metilasi DNA, dalam sitosin milik dinukleotida CpG. Secara umum, metilasi DNA dan kromatin adalah proses sinergis, karena, misalnya, ketika DNA dimetilasi, ada enzim pengetilasi histon yang dapat mengenali sitosin teretilasi, dan metilasi di sekitar histones. Demikian pula, enzim yang memetilisasi DNA dapat mengenali histones teretilasi, dan kemudian melanjutkan dengan metilasi tingkat DNA.

Semua modifikasi ini adalah bagian dari keluarga modifikasi epigenetik.

Loading...