CCF20100206038

Cytologia i Histologia

nalazkiem” ewolucji i w ciągu kilkuset milionów lat zmieniły się bardzo nieznacznie (por. wyżej), co oznacza, że np. histony pantofelka i człowieka prawie nie będą się różniły. Ilość histonów ulega podwojeniu równolegle z replikacja DNA. Podstawową funkcja histonów lcst blokowanie (represja) DNA. Ma to ogromne znaczenie dla złożonych procesów cytody-ferencjacji (różnicowania komórek). Wyobraź sobie, że cały materia! genetyczny zablokujesz odwracalnie histonami — oczywiście nie będzie możliwe „uruchomienie” informacji zawartej w DNA. Jeśli teraz w dwóch różnych komórkach tego samego organizmu odblokujesz różne części tej informacji, to będą to różne komórki mimo, iż posiadają tą samą informację genetyczną. Problem różnicowania budowy i funkcji komórek w jednym organizmie nic polega na nabywaniu nowej informacji i nowych możliwości, ale na decydowaniu, jaką część posiadanej informacji komórka może wykorzystywać;

C) białek niehistonowych — cząsteczek o różnym odczynie pPI. Grupa ta jest stosunkowo sla-bo poznana. Do najważniejszych należałoby zaliczyć duże białka o masie powyżej 40 000 daltonów, które spełniają funkcje regulatorowe i stabilizujące w chromosomach. Cząsteczki te zawierają dużo kwaśnych aminokwasów (takich jak kwas glutaminowy i kwas asparaginowy). W porównaniu z histonami wykazują znacznie większa labilność metaboliczna (ulegają znacznie szybszym przemianom i stąd są mniej trwałe), na dodatek histony we wszystkich komórkach danego ustroju są jednakowe, a białka niehistonowe w poszczególnych tkankach różnią sie od siebie, często dość znacznie;.

1 1 i /

D) wszystkich rodzajów RNA z wyjątkiem własnego RNA organelli autonomicznych (przypomnij sobie, które do nich zaliczamy). Te produkty transkrypcji DNA jądrowego są nietrwałymi (przejściowymi) składnikami chromatyny. Większość cząsteczek RNA opuszcza bowiem jądro komórkowa i „udaje się” do cytoplazmy. Tylko niewielka część pozostaje i spełnia prawdopodobnie funkcje regulatorów' eksprcsjygenów.

Obserwacje przy użyciu mikroskopu elektronowego wykazały, że chromatyna tworzy w jądrze, w zależności od stanu czynnościowego komórki, skomplikowane struktury przestrzenne. Odpowiedź na pytanie, dlaczego tak się dzieje jest prosta — podstawowymi problemem komórki w' tej sytuacji jest ogromna ilość DNA jaką należy zmieścić w jądrze. Trzeba sobie zdać sprawę, że całkowita długość DNA w komórce somatycznej człowieka wynosi w przybliżeniu 180 cm. Jeśli podzielimy tę liczbę przez 46 (pomyśl, dlaczego?) to okaże się, że statystyczna cząsteczka DNA jądrowego u człowieka ma długość rzędu kilku cm. podczas gdy cala komórka ma zaledwie kilkadziesiąt mikrometrów. Wniosek jest prosty — trzeba, z jednej strony zapewnić dostępność materiału genetycznego, z drugiej „sprytnie” go zapakować w małej objętości. Ten „kłopot” natura rozwiązała tak (zanalizuj bardzo dokładnie Ryc. 24):

-j- DNA występuje w postaci podwójnej spirali, co daje skrócenie około 2x,

— helisa DNA nawinięta jest na oktamery histonow'c przez co powstają nukłeosomy, które współtworzą fibrylę chromatynową (tzw. włókno 10 nm) — skrócenie ok. 7x,

— fibryla chromatynowa zwija się w ciasną „sprężynkę” albo, jak kto woli „rurkę” czyli solenoid (tzw. włókno 30 nm). Jeden skręt zawiera 12 nukleosomów — daje to dalsze skrócenie ok. 6x.

— wciąż jeszcze bardzo długa i cienka „rurka” solenoidu tworzy długie, pofałdowane pętle ułożone jedna przy drugiej, czyli domeny o średnicy przeciętnie ok. 500 nm. Pojedyncza domena zawiera średnio 50 000 par zasad i zachowuje się jak zamknięta kolista cząsteczka DNA. Dzięki temu jest bardziej stabilna i mniej narażona na ataki egzonu-