Chromatyna – co buduje nasze DNA?
Napotykając się na literaturę naukową opisującą tematykę genetyki oraz budowy komórkowej możemy zauważyć określenie zwane chromatyną. Mimo nazwy bardzo zbliżonej do chromosomów, jest ona oddzielną jednostką. Czym jest chromatyna i jakie jest jej zadanie? W jaki sposób możemy dokonywać analiz na chromatynie?
Czym jest chromatyna?
Chromatyna to kompleks DNA i białek, które wspólnie tworzą chromosomy w jądrze komórek eukariotycznych. Na początku badań mówiło się o niej, że jest tylko kolorową substancją zawartą w jądrze komórkowym, jednakże później scharakteryzowano ją jako białka przyłączone do DNA. Podsumowując, jest ona materiałem genetycznym lub makrocząsteczką zawierającą DNA, RNA i powiązane białka, które tworzą chromosomy w jądrze komórki eukariotycznej.
Funkcje chromatyny w jądrze komórkowym:
• Ochrona przed uszkodzeniem DNA
• Ciasne pakowanie DNA, aby możliwe było jego zmieszczenie w komórce
• Kontrola replikacji DNA i ekspresji genów
• Wsparcie dla cząsteczki DNA, aby umożliwić przebieg cyklu komórkowego – mejozy i mitozy
Budowa chromatyny:
Struktura chromatyny przypomina ułożenie koralików na sznurku, gdzie każdy z nukleosomów posiada DNA, który później otoczony jest przez osiem białek zwanych histonami. Kompletna struktura zależy głównie od faz cyklu komórkowego, gdyż podczas podziału komórki ulegają różnym zmianom strukturalnym.
Metody analizy chromatyny:
• Sekwencjonowanie Immunoprecypitacji Chromatyny – jest to proces wykorzystywany do badania interakcji białek z DNA
• Izolacja elementów regulatorowych wspomagana formaldehydem – jest to metoda wykorzystywana do kontroli sekwencji tych fragmentów DNA, które związane są z aktywnością regulacyjną
• Sekwencjonowanie miejsc nadwrażliwych DNazy I – jest to proces używany do rozpoznawania pozycji regionów monitorowanych, głównie oparty na sekwencjonowaniu całego genomu
• Test do sekwencjonowania dostępnej chromatyny z możliwością transpozycji – jest to metoda używana do badań nad dostępnością chromatyny
• DNA Footprinting – jest to technika używana do identyfikacji białka wiążącego DNA
• Sekwencjonowanie nukleaz mikrokokowych – jest to metoda używana do badań nad nukleosomami poprzez trawienie chromatyny
Chromatyna a chromosomy:
Mimo dość podobnej nazwy opisywane dwie formy upakowania DNA różnią się od siebie pod wieloma aspektami.
• Obecność w komórce – chromatyna obecna jest w całym cyklu komórkowym, a chromosom jest najlepiej widoczny podczas podziałów komórkowych
• Metoda wizualizacji – chromatyna widoczna jest pod mikroskopem elektronowym, a chromosom pod mikroskopem świetlnym
• Wygląd – chromatyna posiada długi i wąski kształt widoczny w jądrze komórkowym, za to chromosom jest bardziej złożony i grubszy, widoczny podczas podziałów komórkowych
• Parowanie – chromatyna nie występuje w parach, jednakże chromosom już tak
• Widoczność – chromatynę możemy zauważyć w trakcie interfazy jądra komórkowego, a chromosom podczas fazy M cyklu komórkowego
• Funkcja – chromatyna pomaga DNA w przeprowadzeniu replikacji, a chromosom pełni funkcję przekaźnika informacji genetycznej
• Skondensowanie – chromatyna jest niedostatecznie skondensowana, za to chromosom jest cząsteczką skondensowaną