Regulation der Chromatinstruktur?
Hallo kann jmd hier die Abbildung Schrittweise erklären,weil muss das morgen in der Schule erklären können und hab keine Ahnung was da passiert:(
1 Antwort
Hallo,
das Chromatin ist eine fädige Substanz aus DNA und Proteinen, aus dem die Chromosomen bestehen, die sich im Zellkern befinden (Abb. oben).
Damit der DNA-Faden, der äußerst lang ist, in den Zellkern hineinpasst und es dabei kein heilloses Durcheinander gibt, wird er auf komplizierte Weise verdichtet und verkürzt und zwar durch Aufwicklung. Der DNA-Faden ist um so kleine Jo-Jos gewickelt, die aus Protein bestehen, die Histone. Einfach nur aus dem Grund, dass der Faden verkürzt und dichter verpackt wird, als wenn er lose wäre. Ein DNA-Faden, der um ein solches Histon gewickelt ist, heißt Nukleosom. Ein Nukleosom ist also eine Untereinheit des Chromatins, bestehend aus einem Proteinkomplex, um den der DNA-Faden eineinhalb mal herumgewickelt ist, um dann zum nächsten Histon zu ziehen:
Bild: https://www.web-books.com/MoBio/Free/Ch3D4.htm
Vereinfacht werden Histone gern wie kleine Knödel oder scheibenförmig, ähnlich wie Jo-Jos dargestellt:
Die Jo-Jos (Histone) mit dem DNA-Faden um sich herum, werden dann dicht zusammengelegt und ergeben einen dickeren Chromatin-Faden von 30 Nanometer Durchmesser (untere Abb. Mitte, bei dir Abb. oben), in dem ein sehr langer DNA-Faden platzsparend verpackt ist.
Dann geht es bei dir weiter, wenn man meine Abbildungen vergleicht, mit der "beads-on-a-string-Form" der DNA, "Perlen an einer Schnur". Die sieht man wenn man diese Jo-Jos aus Histonen auseinanderzieht. Dann verläuft die DNA eineinhalb mal um ein Histon herum, dann zum nächsten, dann wieder eineinhalb mal um eines herum, zum nächsten u.s.w., nur dass diese Jo-Jos dann nicht mehr zusammengelagert sind, sondern der DNA-Faden gestreckt verläuft. Das ist also eine Form der Entpackung (Auflockerung) des Chromatins.
Die DNA ist in einer dicht gepackten Form, das Heterochromatin heißt, ablesegeschützt. Weil die für das Ablesen notwendigen Enzyme und Transkriptionsfaktoren (Proteine, die das Ablesen beeinflussen) sich nicht an sie anlagern können.
Zudem werden sowohl die DNA, als auch die Histone methyliert, d.h. es werden Methylgruppen (-CH3) an sie angehangen. Das ist für den Ablesemechanismus der DNA ein Zeichen, dass diese DNA nicht abgelesen werden soll, also praktisch stillgelegt ist.
Damit die DNA abgelesen werden kann, müssen die Methylgruppen vorher entfernt werden (deine Abb.: "Demethylierung"). Zusätzlich werden an die Histone weitere chemische Gruppen angebracht, Acetylgruppen (–C(O)CH3), die für eine Weitstellung der Perlenkette sorgen. So dass die DNA-Faden für den Ablesemechanismus der Transkription zugänglich wird. In dem ableseaktiven Zustand heißt das Chromatin Euchromatin.
Ablesen heißt, die Information der DNA in messenger-RNA (mRNA) umzuschreiben, um mit der mRNA als Vorlage, Proteine herstellen zu können. Das ist bei dir unten dargestellt. Transkriptionsfaktoren kurbeln den Ablesevorgang, die Transkription an. Das Enzym RNA-Polymerase liest den DNA-Faden ab und erzeugt eine Abschrift in Form von mRNA, die dann zur Proteinsynthese verwendet wird.
Je nach Zustand der Verpackungsdichte oder dem Grad der Auflockerung der DNA, dem Grad ihrer Methylierung bzw. Acetylierung der Histone im Chromatin des Zellkerns, kann so reguliert werden, ob auf Gene der DNA durch Transkription zugegriffen werden soll (Euchromatin) oder ob sie stillgelegt bleiben (Heterochromatin). LG
