NộI Dung
DNA bên trong một tế bào được tổ chức sao cho phù hợp với kích thước nhỏ của tế bào. Tổ chức của nó cũng tạo điều kiện dễ dàng phân tách các nhiễm sắc thể chính xác trong quá trình phân chia tế bào. Mức độ mà DNA được bọc chặt cũng có thể ảnh hưởng đến các gen được bật hoặc tắt, bằng cách ảnh hưởng đến khả năng của một số protein liên kết với DNA.
Trong bài đăng này, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết cụ thể về từng hiệu ứng của DNA được bọc chặt này.
Cấu trúc của DNA
DNA là một phức hợp lớn, bao gồm một số khối xây dựng được gọi là nucleotide. Các nucleotide này liên kết với nhau tạo thành các chuỗi DNA. Các chuỗi này sau đó có thể ghép nối, dựa trên các chuỗi bổ sung của các nucleotide. Sự kết hợp của các chuỗi này tạo thành một cấu trúc xoắn kép.
Chuỗi xoắn kép của DNA sau đó được quấn quanh một số protein nhất định được gọi là histones. Điều này cho phép DNA được bọc chặt hơn và do đó chiếm ít không gian hơn trong tế bào. DNA có thể ngưng tụ hơn nữa bởi các histone gần nhau. Điều này thậm chí cuộn dây DNA chặt chẽ hơn gây ra sự hình thành các nhiễm sắc thể được bọc chặt, hoặc ngưng tụ.
Ngưng tụ nhiễm sắc thể
Trong suốt phần lớn vòng đời của một tế bào, DNA chỉ được bao bọc một cách lỏng lẻo quanh các histones và không ở dạng nhiễm sắc thể ngưng tụ. Sự bao bọc chặt chẽ hơn, hoặc ngưng tụ của nhiễm sắc thể chỉ xảy ra trong quá trình nguyên phân, quá trình phân chia tế bào. Trong quá trình nguyên phân, nhiễm sắc thể ngưng tụ sao cho mỗi nhiễm sắc thể là một đơn vị riêng biệt.
Trước khi nguyên phân, tế bào sao chép DNA của nó sao cho nó chứa hai bản sao của mỗi nhiễm sắc thể. Các nhiễm sắc thể sắp xếp ở giữa tế bào trong quá trình nguyên phân, với các cặp nhiễm sắc thể nằm cạnh nhau. Khi ô phân chia, một bản sao sẽ chuyển đến từng ô kết quả.
Nếu các nhiễm sắc thể không xếp hàng đúng cách, các bất thường di truyền nghiêm trọng có thể xảy ra, có thể dẫn đến cái chết của tế bào hoặc ung thư. Ngưng tụ DNA vào các nhiễm sắc thể được đóng gói chặt chẽ làm cho quá trình liên kết và phân tách nhiễm sắc thể trong quá trình nguyên phân giảm hiệu quả hơn.
Làm thế nào một gen được thể hiện
Biểu hiện gen, hoặc quá trình gen được bật và phiên mã, là một quá trình phức tạp. Nó liên quan đến sự liên kết của một số protein, được gọi là các yếu tố phiên mã, với phần gen quy định biểu hiện của nó. Hầu hết các yếu tố phiên mã thúc đẩy sự biểu hiện của một gen; tuy nhiên, một số yếu tố phiên mã ngăn cản một gen được biểu hiện, nói cách khác, tắt nó đi.
Khi một yếu tố phiên mã bật gen, một protein có tên RNA polymerase sẽ di chuyển dọc theo DNA và tạo thành chuỗi RNA bổ sung, sau đó trở thành protein.
Ảnh hưởng đến biểu hiện gen
Cách bọc DNA có thể ảnh hưởng đến biểu hiện gen hoặc gen nào được bật. Khi các nhiễm sắc thể được ngưng tụ chặt chẽ, DNA được bọc rất chặt, gây khó khăn cho các yếu tố phiên mã liên kết với DNA. Khi DNA ít quấn chặt quanh các histone, chính các histone có thể ảnh hưởng đến sự biểu hiện gen.
Sửa đổi, chẳng hạn như liên kết các nhóm phốt phát, có thể xảy ra trên histones và những sửa đổi này có thể khiến DNA liên kết chặt chẽ hơn hoặc ít hơn với histones. Các khu vực của DNA chỉ liên kết lỏng lẻo với histone có thể dễ dàng tiếp cận hơn với các yếu tố phiên mã và RNA polymerase, làm cho các gen đó dễ dàng bật hơn. Tuy nhiên, khi DNA liên kết chặt chẽ hơn với histones, các yếu tố phiên mã và RNA polymerase khó liên kết với DNA hơn, khiến nhiều khả năng các gen đó sẽ bị tắt.