Den store forskjellen mellom prokaryote DNA og eukaryote DNA er at den eukaryote versjonen gjennomgår replikering som kromatin i stedet for som nakent DNA. I kromatin blir DNA gruppert sammen med skivelignende proteiner kalt "histoner," som tjener som spindler som holder såret DNA-trådene på plass. Disse svært konservert DNA-histoner komplekser kalles nucleosomes, og de er avgjørende for riktig replikering av en eukaryot genetiske materiale.

Prokaryote vs. Eukaryot DNA

Både prokaryote organismer, så som bakterier og eukariote enere, slik som planter og dyr, har DNA som er lik i struktur og sammensetning. En viktig forskjell er imidlertid at eukaryote DNA er generelt mye, mye lenger, og kan derfor lett bli flokete og ødelagt under en celle livssyklus. Derfor har eukaryote organismer utviklet disk-lignende proteiner som kalles histoner at deres DNA-trådene kan bli viklet rundt. Denne prosessen organiserer, kondenserer og beskytter det genetiske materialet i løpet av cellens replikering.

Fra Histoner til Chromosomes

Disse DNA-komplekser histone danner repeterende strukturelle enheter kjent som "nucleosomes", som ender opp med å bli adskilt rundt 200 basepar fra hverandre på en DNA-tråd. Dette gir tråden en "perler på en snor" utseende, og denne grunnleggende dannelse blir deretter videre kondensert til høyere ordens strukturer som til slutt kommer til å ligne på et kromosom. Pakking så lang DNA-tråd i en så effektiv måte gjør cellens arvemateriale for enkelt å passe inn i sin kjerne.

Histoner Influence genaktivitet

Ikke bare kondensere histoner og organisere eukaryote DNA-tråder, men deres spesifikke folding av DNA har en virkning på de gener som uttrykkes i en celle som til enhver tid. Ikke alle av DNA er foldet i en identisk måte, og en bestemt region er foldemønster kan påvirke sannsynligheten for at områdets gener som blir uttrykt. Siden nesten alle typer celler i den menneskelige kroppen har det genetiske materialet som trengs for å gjøre en hvilken som helst type celle eller vev, blir det svært viktig for hver celle for å regulere hvilke gener som uttrykker det, og hvilke som det demper.

Histoner påvirkes av spesifikke proteiner

En metode eukaryote celler bruker til å regulere hvilke gener de uttrykker er å regulere hvor tett hver histone er bundet til sitt segment av DNA. Eukaryote celler produserer proteiner som kalles histone acetyltransferases (hatt) og histon deacetylering Ccmplexes (HDACs) som kan slappe av og vind, henholdsvis, et område av DNA rundt sin spesifikke histon.

Derfor, hvis en celle ønsker å undertrykke aktiviteten av et bestemt sett av gener som kan målrette det en HDAC til det området av kromosomet, og dette protein vil vikle DNA rundt sin histon i en trangere måte. Alternativt kan en celle distribuere et HAT å slappe av et bestemt område av genetisk materiale, noe som gjør det mer tilgjengelig for transkripsjon (og genuttrykk).

Histone Struktur og Typer

Histoner er ganske små proteiner, og de er tilstede i store mengder i hver celle (rundt 60 millioner molekyler av hver histon variasjon). De har en usedvanlig høy andel av aminosyrer som bærer en positiv ladning, spesielt arginin og lysin. Dette sterk positiv ladning gjør at hver histone å binde tett til negativt ladet DNA.

Det finnes fem typer histoner som er kategorisert i to grupper. De fire "nukleosomale histoner" (H2A, H2B, H3 og H4) er relativt små proteiner som utfører selve viklingen av DNA inn i nucleosomes. Alternativt de "H1 histoner" er egne proteiner ansvarlig for pakking nucleosomes sammen i de høyere ordens strukturer som er nevnt ovenfor.