진핵생물 염색체 구조

Eukaryotic chromosome structure

진핵세포 염색체 구조는 유사분열이나 감수분열에서 중기의 염색체 구조에 이르기까지 생DNA 분자에서 포장의 수준을 말한다.염색체에는 유전자 정보를 포함한 긴 DNA 가닥이 들어 있다.원핵 염색체에 비해 진핵 염색체는 크기가 훨씬 크고 선형 염색체이다.진핵세포 염색체 또한 세포핵에 저장되는 반면, 원핵세포 염색체는 세포핵에 저장되지 않는다.진핵세포 염색체는 더 많은 양의 DNA 때문에 DNA 분자를 세포핵으로 응축시키기 위해 더 높은 수준의 포장을 필요로 한다.이 포장 수준은 축합된 뉴클레오솜을 형성하기 위해 히스톤이라고 불리는 단백질 주위에 DNA를 감싼 것을 포함합니다.

역사

이중 나선은 1953년 제임스 왓슨과 프란시스 크릭에 의해 발견되었다.다른 연구자들은 DNA의 구성에 대해 매우 중요하지만 관련이 없는 발견을 했다.궁극적으로, DNA를 위한 모델을 만들기 위해 이 모든 발견을 함께 한 사람은 왓슨과 크릭이었다. 후에, 화학자 알렉산더 토드는 DNA 분자의 등뼈가 반복되는 인산염과 디옥시리보스 당기를 포함한다고 결정했다.생화학자인 Erwin Chargaff는 아데닌과 티민은 항상 짝을 이루는 반면, 시토신과 구아닌은 항상 짝을 이룬다는 것을 발견했다.모리스 윌킨스와 로잘린드 프랭클린에 의해 얻어진 고해상도 X선 DNA 이미지는 나선형,[1] 즉 코르크따개 같은 모양을 암시했다.현재 염색체로 알려진 구조를 최초로 발견한 과학자들은 슐라이덴, 버초, 뷔칠리였다.염색질이라는 용어는 하인리히 빌헬름 고트프리드 폰 발트데이어 하르츠에 의해 만들어졌으며, 발터 플레밍에 의해 도입되었다.과학자들은 또한 식물과 동물 세포들이 핵이라고 불리는 중앙 구획을 가지고 있다는 것을 발견했다.그들은 곧 염색체가 핵 안에서 발견되었고 많은 다른 특징들에 대한 다른 정보를 포함하고 있다는 것을 깨달았다.

구조.

DNA는 축합된 뉴클레오솜을 형성하기 위해 히스톤(노란색)으로 알려진 단백질을 감싼다.
뉴클레오좀을 고차 염색질 구조로 포장하는 것은 루프와 코일의 사용을 포함한다.

인간과 같은 진핵생물에서, 약 32억개의 뉴클레오티드가 23개의 다른 염색체에 퍼져있다.각각의 염색체는 DNA의 미세한 실을 더 촘촘한 [2]구조로 접고 채우는 단백질과 연관된 엄청나게 긴 선형 DNA 분자로 구성됩니다.

일반적으로, 많은 사람들은 염색체의 구조가 "X"자 모양이라고 생각한다.하지만 이것은 세포가 분열할 때만 존재합니다.연구자들은 이제 염색체가 활동할 때 염색체의 구조를 모형화할 수 있게 되었다.염색체 구조에서 DNA가 접히는 방식은 DNA가 사용되는 방식과 관련이 있기 때문에 이것은 매우 중요하다.과학자들은 단일 세포에서 염색체의 3D 구조를 발달시킬 수 있었다.과학자들은 이 모델을 만드는데 도움을 주기 위해 DNA의 다른 부분들이 서로 가까이 있는 곳에 대한 수백 개의 측정치를 사용했다.이 연구는 케임브리지 생화학부의 과학자들이 바브라함 연구소와 바이즈만 연구소의 다른 연구원들과 함께 수행했다.[3]

뉴클레오솜

뉴클레오솜은 DNA 응축의 기본 단위이며 코어 히스톤의 옥타머(H2A와 H2B의 2개 이합체, H3/H4 테트라머)에 결합된 DNA 이중 나선으로 구성됩니다.1옥타머 주위의 약 147개의 염기쌍과 약 20개의 염기쌍이 링커히스톤(H1)의 첨가에 의해 격리되고 다양한 길이의 링커 DNA(~0-100bp)가 뉴클레오솜을 분리한다.DNA를 따라 뉴클레오솜의 간격은 "줄에 있는 구슬"처럼 보입니다.히스톤 수식은 DNA에 대한 접근성을 조절한다.히스톤 꼬리에 있는 히스톤 아세틸전달효소 또는 HATs 아세틸산 잔류물은 [4]DNA에 대한 접근성을 증가시킨다.

패키징

DNA의 패키징은 정전하 분포에 의해 촉진된다.인산기는 DNA가 음전하를 띠게 하는 반면 히스톤은 양전하를 띠게 한다.대부분의 진핵 세포는 고세균뿐만 아니라 히스톤도 포함하고 있다.특히 히스톤 H3와 H4는 모든 진핵생물 중에서 구조가 거의 동일하여 구조와 [4]기능 모두에 대한 엄격한 진화적 보존을 시사한다.히스톤은 리신과 아르기닌을 다량 함유하고 있고 DNA가 음전하를 띠기 때문에 양전하를 띠는 분자입니다.이것은 히스톤이 뉴클레오솜을 형성하는 DNA에 강한 이온 결합을 만들도록 한다.DNA 응축의 가장 기본적인 수준은 히스톤핵심단백질 주변의 DNA를 감싸는 것이다.고차 패키징은 DNA를 결합하고 접는 특수 단백질에 의해 이루어집니다.이것에 의해, 일련의 루프와 코일이 생성되어 한층 더 높은 레벨의 조직을 실현해, DNA가 엉켜 관리 [4]불능이 되는 것을 방지합니다.이 DNA와 단백질의 복합체는 크로마틴이라고 [5]불린다.그러나 포장과 관련된 단백질 외에도 염색체는 DNA 복제, DNA 복구, 유전자 [6]발현과 관련된 단백질과 연관되어 있다.

레퍼런스

  1. ^ "프란시스 크릭 페이퍼" : 이중나선의 발견, 1951-1953.N.P., N.D. Web. 2014년 11월 16일
  2. ^ "Eukaryotic Chromosome Structure". www.ndsu.edu. Retrieved 15 September 2014.
  3. ^ "염색체 구조 밝혀짐"케임브리지 대학교N.P., 2013년 9월 30일Web. 2014년 11월 16일
  4. ^ a b c Cox, Michael M. (2015). Molecular biology : principles and practice. Jennifer A. Doudna, Michael O'Donnell (Second ed.). New York. pp. 337–338. ISBN 978-1-4641-2614-7.
  5. ^ "Eukaryotic Chromosome Structure". SciencePrimer. Retrieved 15 September 2014.
  6. ^ "Chromosome". www.nature.com. Retrieved 15 September 2014.