- विशेषताएं
- रचना और संरचना
- क्रोमैटिन संघनन
- हिस्टोन कोड और जीन अभिव्यक्ति
- यूक्रोमैटिन बनाम हेटरोक्रोमैटिन
- अन्य कार्य
- संदर्भ
Nucleosome यूकेरियोटिक जीव में डीएनए के बुनियादी पैकेजिंग इकाई है। इसलिए यह क्रोमैटिन के लिए सबसे छोटा संपीड़न तत्व है।
न्यूक्लियोसोम को प्रोटीन के एक ऑक्टेमर के रूप में बनाया जाता है जिसे हिस्टोन कहा जाता है, या एक ड्रम के आकार की संरचना, जिस पर लगभग 140 एनटी डीएनए घाव होता है, लगभग दो पूर्ण मोड़ बनाता है।
न्यूक्लियोसोम संरचना
इसके अतिरिक्त, डीएनए के एक अतिरिक्त 40-80 एनटी को न्यूक्लियोसोम का हिस्सा माना जाता है, और यह डीएनए अंश है जो एक न्यूक्लियोसोम और दूसरे के बीच अधिक जटिल क्रोमेटिन संरचनाओं (जैसे 30 एनएम क्रोमेटिन फाइबर) में भौतिक निरंतरता की अनुमति देता है।
हिस्टोन कोड पहले आणविक रूप से सबसे अच्छी तरह से समझा गया एपिगेनेटिक नियंत्रण तत्वों में से एक था।
विशेषताएं
न्यूक्लियोसोम अनुमति देते हैं:
- डीएनए की पैकेजिंग नाभिक के सीमित स्थान में फिट होने के लिए।
- वे व्यक्त किए गए क्रोमेटिन (यूक्रोमैटिन) और मूक क्रोमैटिन (हेटरोक्रोमैटिन) के बीच विभाजन का निर्धारण करते हैं।
- वे नाभिक में स्थानिक और कार्यात्मक रूप से सभी क्रोमैटिन को व्यवस्थित करते हैं।
- वे सहसंयोजक संशोधनों के सब्सट्रेट का प्रतिनिधित्व करते हैं जो तथाकथित हिस्टोन कोड के माध्यम से प्रोटीन के लिए कोड करने वाले जीन की अभिव्यक्ति और अभिव्यक्ति के स्तर को निर्धारित करते हैं।
रचना और संरचना
इसके सबसे बुनियादी अर्थ में, न्यूक्लियोसोम डीएनए और प्रोटीन से बने होते हैं। डीएनए वस्तुतः यूकेरियोटिक कोशिका के केंद्रक में मौजूद कोई भी डबल-बैंड डीएनए हो सकता है, जबकि न्यूक्लियोसोमल प्रोटीन सभी हिस्टोन नामक प्रोटीन के समूह से संबंधित हैं।
हिस्टोन छोटे प्रोटीन होते हैं जिनमें मूल अमीनो एसिड अवशेषों का एक उच्च भार होता है; यह डीएनए के उच्च नकारात्मक चार्ज का मुकाबला करना संभव बनाता है और सहसंयोजक रासायनिक बंधन की कठोरता तक पहुंचने के बिना दो अणुओं के बीच एक कुशल शारीरिक संपर्क स्थापित करता है।
हिस्टोन दो प्रतियों या प्रत्येक histones H2A, H2B, H3, और H4 के मोनोमर्स के साथ एक ड्रम की तरह ऑक्टामर बनाते हैं। ऑक्टेमर के किनारों पर डीएनए लगभग दो पूर्ण मोड़ बनाता है और फिर लिंकर डीएनए के एक अंश के साथ जारी रहता है जो हिस्टोन एच 1 के साथ जुड़ता है, एक और हिस्टोन ऑक्टेमर पर दो पूर्ण मोड़ देने के लिए वापस लौटता है।
ऑक्टेमर सेट, संबद्ध डीएनए और इसके संबंधित लिंकर डीएनए, एक नाभिक है।
क्रोमैटिन संघनन
जीनोमिक डीएनए बेहद लंबे अणुओं (मनुष्यों के मामले में एक मीटर से अधिक, उनके सभी गुणसूत्रों पर विचार करते हुए) से बना होता है, जिसे एक बहुत छोटे नाभिक के भीतर संकुचित और व्यवस्थित होना चाहिए।
इस संघनन में पहला कदम न्यूक्लियोसोम के निर्माण के माध्यम से किया जाता है। अकेले इस कदम के साथ, डीएनए को लगभग 75 बार संकुचित किया जाता है।
यह एक रैखिक फाइबर को जन्म देता है जिसमें से क्रोमैटिन संघनन के बाद के स्तर बनाए जाते हैं: 30 एनएम फाइबर, छोरों और छोरों के छोर।
जब एक कोशिका विभाजित होती है, या तो माइटोसिस या अर्धसूत्रीविभाजन द्वारा, संघनन की अंतिम डिग्री क्रमशः माइटोटिक या मेयोटिक गुणसूत्र होती है।
हिस्टोन कोड और जीन अभिव्यक्ति
तथ्य यह है कि हिस्टोन ऑक्टामर्स और डीएनए इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से बातचीत करते हैं, उनके प्रभावी संघटन को समझाते हैं, जिससे क्रोमोसिन को कॉम्पैक्टिंग और विघटित करने वाले क्रोमैटिन के लिए गतिशील तत्व बनाने के लिए आवश्यक तरलता को खोए बिना।
लेकिन एक और भी आश्चर्यजनक बातचीत तत्व है: हिस्टोन के एन-टर्मिनल छोर अधिक कॉम्पैक्ट और अक्रिय ऑक्टेमर के इंटीरियर के बाहर उजागर होते हैं।
ये न केवल शारीरिक रूप से डीएनए के साथ बातचीत करते हैं, बल्कि सहसंयोजक संशोधनों की एक श्रृंखला से गुजरते हैं, जिस पर क्रोमैटिन के संघनन की डिग्री और संबंधित डीएनए की अभिव्यक्ति निर्भर करेगी।
अन्य चीजों के साथ, प्रकार और संख्या के संदर्भ में सहसंयोजक संशोधनों का समूह, सामूहिक रूप से हिस्टोन कोड के रूप में जाना जाता है। इन संशोधनों में हिस्टोन के एन-टर्मिनी में फॉस्फोराइलेशन, मिथाइलेशन, एसिटिलिकेशन, ऑबिकिटेशन और अर्जीनेन और लाइसिन अवशेषों का सारांश शामिल है।
प्रत्येक परिवर्तन, एक ही अणु के भीतर या अन्य हिस्टोन के अवशेषों के साथ, विशेष रूप से हिस्टोन एच 3 के साथ, संबंधित डीएनए की अभिव्यक्ति या नहीं, साथ ही क्रोमैटिन के संघनन की डिग्री का निर्धारण करेगा।
एक सामान्य नियम के रूप में, यह देखा गया है, उदाहरण के लिए, कि हाइपरमेथिलेटेड और हाइपोसेटाइलेटेड हिस्टोन यह निर्धारित करते हैं कि संबंधित डीएनए व्यक्त नहीं किया गया है और क्रोमेटिन एक अधिक कॉम्पैक्ट अवस्था (हेट्रोक्रोमैटिक, और इसलिए, निष्क्रिय) में मौजूद है।
इसके विपरीत, यूक्रोमैटिक डीएनए (कम कॉम्पैक्ट, और आनुवांशिक रूप से सक्रिय) एक क्रोमैटिन से जुड़ा होता है, जिसके हिस्टोन हाइपरसैलेटिड और हाइपोमेथिलेटेड होते हैं।
यूक्रोमैटिन बनाम हेटरोक्रोमैटिन
हमने पहले ही देखा है कि हिस्टोन के सहसंयोजक संशोधन की स्थिति अभिव्यक्ति और स्थानीय क्रोमैटिन संघनन की डिग्री निर्धारित कर सकती है। वैश्विक स्तर पर, क्रोमैटिन संघनन इसी तरह न्यूक्लियोसोम में हिस्टोन के सहसंयोजक संशोधनों द्वारा विनियमित किया जा रहा है।
उदाहरण के लिए, यह दिखाया गया है कि संवैधानिक हेटरोक्रोमैटिन (जिसे कभी व्यक्त नहीं किया जाता है, और घनी पैक किया जाता है) परमाणु लामिना से जुड़ा होता है, जिससे परमाणु छिद्र मुक्त हो जाते हैं।
इसके भाग के लिए, संवैधानिक यूक्रोमैटिन (जिसे हमेशा व्यक्त किया जाता है, जैसे कि जिसमें सेल रखरखाव जीन शामिल होता है, और लैक्स क्रोमैटिन के क्षेत्रों में स्थित होता है), बड़े लूप में ऐसा करता है जो डीएनए को ट्रांसपेरेंट मशीनरी में स्थानांतरित करने का खुलासा करता है ।
जीव के विकास के समय, वृद्धि की स्थिति, सेलुलर पहचान आदि के आधार पर इन दोनों राज्यों के बीच जीनोमिक डीएनए के अन्य क्षेत्र दोलन करते हैं।
अन्य कार्य
सेल के विकास, अभिव्यक्ति और रखरखाव के लिए अपनी योजना को पूरा करने के लिए, यूकेरियोटिक जीवों के जीनोम को उनकी आनुवंशिक क्षमताओं को कब और कैसे प्रकट करना चाहिए, इसका सूक्ष्म रूप से विनियमन करना चाहिए।
तब उनके जीन में संग्रहीत जानकारी से शुरू करके, ये विशेष क्षेत्रों में नाभिक में स्थित होते हैं जो उनकी ट्रांसक्रिप्शनल अवस्था निर्धारित करते हैं।
इसलिए, हम कह सकते हैं कि न्यूक्लियोसोम की मूलभूत भूमिकाओं में से एक, क्रोमेटिन में परिवर्तन के माध्यम से जो इसे परिभाषित करने में मदद करता है, न्यूक्लियस का संगठन या वास्तुकला है जो उन्हें घर देता है।
यह वास्तुकला विरासत में मिली है और सूचनात्मक पैकेजिंग के इन मॉड्यूलर तत्वों के अस्तित्व के लिए phylogenetically संरक्षण के लिए धन्यवाद है।
संदर्भ
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