תוֹכֶן
ה- DNA שבתא תא מסודר כך שהוא מתאים היטב לגודל הקטן של התא. הארגון שלה גם מאפשר את ההפרדה הקלה של הכרומוזומים הנכונים במהלך חלוקת תאים. מידת העטוף של ה- DNA בצורה הדוקה יכולה להשפיע גם על אילו גנים מופעלים או מכבים, על ידי השפעה על יכולתם של חלבונים מסוימים להיקשר ל- DNA.
בפוסט זה התכוונו לעבור על הספציפיות של כל אחת מההשפעות הללו של DNA עטוף בחוזקה.
מבנה ה- DNA
ה- DNA הוא קומפלקס גדול, המורכב מכמה אבני בניין המכונות נוקלאוטידים. נוקלאוטידים אלה נקשרים זה לזה ויוצרים גדילי DNA. לאחר מכן, גדילים אלו יכולים להזדווג, על בסיס רצפים משלימים של נוקלאוטידים. זיווג של גדילים אלה מהווה מה שמכונה מבנה סליל כפול.
הסליל הכפול של ה- DNA נכרך אז סביב חלבונים מסוימים המכונים היסטונים. זה מאפשר לעטוף את ה- DNA בצורה הדוקה יותר ולכן תופס פחות מקום בתא. ה- DNA יכול להתעבות עוד יותר על ידי ההיסטונים המתקרבים זה לזה. פיתול הדוק אפילו יותר של ה- DNA גורם להיווצרות כרומוזומים עטופים בחוזקה, או מעובה.
עיבוי כרומוזום
לאורך רוב חיי התא, ה- DNA נכרך רק באופן רופף סביב ההיסטונים ואינו נמצא בצורה הכרומוזומלית המעובה. העטיפה הדוקה יותר, או המעובה, של הכרומוזומים מתרחשת רק בזמן המיטוזה, תהליך חלוקת התא. בזמן המיטוזה, הכרומוזומים מתעבים כך שכל כרומוזום הוא יחידה מובחנת.
לפני המיטוזה, התא מעתיק את ה- DNA שלו כך שהוא מכיל שני עותקים של כל כרומוזום. הכרומוזומים מתיישרים במרכז התא בזמן המיטוזה, כשזוגי הכרומוזומים אחד ליד השני. כאשר התא מתחלק, עותק אחד עובר לכל אחד מהתאים שהתקבלו.
אם הכרומוזומים אינם מתיישרים כראוי, עלולים להופיע חריגות גנטיות חמורות העלולות לגרום למוות של התא או סרטן. עיבוי ה- DNA לכרומוזומים הארוזים היטב הופך את התהליך של יישור והפרדה של הכרומוזום ליעיל יותר.
כיצד מבוטאים גן
ביטוי גנים, או תהליך הגן שמופעל ומתועתק, הוא תהליך מורכב. זה כרוך בקשירה של חלבונים מסוימים, המכונים גורמי שעתוק, לחלק הגן שמווסת את ביטויו. רוב גורמי התמלול מקדמים ביטוי של גן; עם זאת, כמה גורמי שעתוק מונעים ביטוי של גן, או במילים אחרות, כיבויו.
ברגע שגורם שעתוק מדליק גן, חלבון הנקרא פולימנאז RNA נע לאורך ה- DNA ויוצר רצף משלים של RNA, שהופך אז לחלבון.
השפעה על ביטוי גנים
אופן העטוף של DNA יכול להשפיע על ביטוי הגנים, או על אילו גנים מופעלים. כאשר הכרומוזומים מתמצאים בחוזקה, ה- DNA נעטף בחוזקה מאוד, ומקשה על גורמי השעתוק להיקשר ל- DNA. כאשר ה- DNA עטוף פחות חזק בהיסטונים, ההיסטונים עצמם יכולים להשפיע על ביטוי הגנים.
שינויים, כגון קשירה של קבוצות פוספט, יכולים להתרחש על ההיסטונים ושינוי זה יכול לגרום ל- DNA להיקשר פחות או יותר חזק להיסטונים. אזורים של ה- DNA המחוברים רק להיסטונים נגישים יותר לגורמי שעתוק ופולימראז של RNA, מה שמקל על הגנים ההם להידלק. אולם כאשר ה- DNA נקשר בצורה הדוקה יותר להיסטונים, עם זאת, קשה יותר לגורמי התמלול ולפולימרית של RNA להיקשר לדנ"א, מה שמאפשר את הסיכוי שגנים אלה יכבו.