The eukromatin adalah bagian dari kromosom eukariotik yang terdiri dari kromatin ringan dikemas dan mengandung sebagian besar urutan gen coding dari banyak organisme genom.
Wilayah kromosom eukariotik ini dikaitkan dengan area aktif transkripsi, oleh karena itu wilayah ini sangat penting bagi sel-sel organisme. Ini terlihat jelas pada sel yang tidak membelah, karena menjadi heterokromatin saat kondensasi atau pemadatan, langkah sebelumnya untuk pembelahan sel mitosis dan / atau meiosis.
Euchromatin dapat diakses oleh mesin transkripsi (Sumber: Wenqiang Shi melalui Wikimedia Commons)
Jadi, eukromatin adalah salah satu dari dua jenis organisasi struktural kromatin, yang kedua adalah heterokromatin, yang dapat bersifat fakultatif atau konstitutif.
Struktur
Struktur eukromatin dapat dijelaskan persis seperti struktur kromatin yang ditemukan di banyak buku teks, karena salah satu dari sedikit perbedaan antara yang terakhir dan heterokromatin adalah tingkat pemadatan atau kondensasi untai protein DNA +.
Kromatin
DNA organisme eukariotik ditemukan di nukleus, berhubungan erat dengan sejumlah besar protein. Di antara protein-protein ini ada beberapa yang sangat penting, histon, yang bertanggung jawab untuk "mengatur" dan memadatkan untaian DNA kromosom, memungkinkan molekul-molekul besar ini untuk "masuk" dalam ruang yang begitu kecil dan mengendalikan ekspresi gen.
Setiap kromosom eukariotik terdiri dari satu untai DNA dan sejumlah besar protein histon. Struktur ini sangat dinamis, karena derajat pemadatannya dimodifikasi tidak hanya bergantung pada kebutuhan transkripsi seluler, tetapi juga bergantung pada momen siklus sel dan beberapa sinyal lingkungan.
Perubahan dalam pemadatan kromatin mempengaruhi, dalam satu atau lain cara, tingkat ekspresi genetik (di beberapa daerah lebih banyak daripada di daerah lain), oleh karena itu berhubungan dengan tingkat regulasi informasi epigenetik.
Histon memungkinkan untuk memperpendek panjang untai DNA setiap kromosom hampir 50 kali lipat, yang sangat penting selama pembelahan sel, karena pemadatan kromatin memastikan pemisahan kromosom yang benar antara sel anak.
Oktamer histon
Molekul DNA kromosom eukariotik terbungkus di sekitar struktur "silinder" yang terdiri dari delapan protein histon: H2A, H2B, H3, dan H4. Inti oktamerik terdiri dari dua dimer H2A dan H2B dan satu tetramer protein H3 dan H4.
Histon adalah protein dasar, karena mereka memiliki sejumlah besar residu asam amino bermuatan positif, seperti lisin dan arginin, misalnya. Muatan positif ini berinteraksi secara elektrostatis dengan muatan negatif molekul DNA, mendukung penyatuannya dengan inti protein.
Setiap gulungan oktamer histon sekitar 146 pasangan basa, membentuk apa yang dikenal sebagai nukleosom. Kromatin terdiri dari nukleosom yang berurutan, dihubungkan bersama oleh sepotong pendek DNA dan penghubung histon atau protein persimpangan yang disebut H1. Konfigurasi ini mengurangi panjang DNA sekitar 7 kali lipat terhadap panjang awal.
Protein histon juga memiliki “ekor” asam amino yang menonjol dari nukleosom dan dapat mengalami modifikasi kovalen yang dapat memodifikasi tingkat pemadatan kromatin (pemadatan juga dipengaruhi oleh modifikasi kovalen DNA, seperti , metilasi sitokin, yang mendukung pemadatan).
Bergantung pada waktu hidup setiap sel, untaian yang terdiri dari nukleosom dapat lebih kompak, membentuk struktur berserat yang dikenal sebagai "serat 30 nm", yang memperpendek panjang molekul DNA 7 kali lagi.
Serat 30 nm ini dapat diatur di dalam inti dalam bentuk loop radial; loop ini ditandai dengan menyimpan gen yang aktif secara transkripsi dan berhubungan dengan eukromatin.
Eukromatin dan heterokromatin
Eukromatin dan heterokromatin adalah dua jenis organisasi kromatin. Heterochromatin adalah bagian kromosom yang paling padat atau "tertutup"; hal ini ditandai dengan tanda biokimia dari hipoasetilasi dan hipermetilasi (pada eukariota yang lebih tinggi metilasi residu 9 dari histon H3).
Terkait dengan heterochromatin adalah daerah genom yang diam secara transkripsi, daerah urutan berulang, dan daerah "sisa" dari elemen transposabel yang menyerang dan retrotransposon, untuk beberapa nama.
Organisasi kromatin dalam inti (Sumber: Sha, K. dan Boyer, LA Tanda kromatin dari sel-sel berpotensi majemuk (31 Mei 2009), Buku Batang, ed. Komunitas Penelitian Sel Punca, Buku Batang, doi / 10.3824 / batang. 1.45.1, http://www.stembook.org. Melalui Wikimedia Commons)
Heterokromatin menyusun daerah telomerik dan sentromerik kromosom, yang secara fungsional penting untuk perlindungan ujung struktur ini dan untuk pemisahan yang benar selama peristiwa pembelahan sel.
Selain itu, tergantung pada kebutuhan transkripsi suatu sel, sebagian kromatin dapat menjadi heterokromatin pada satu waktu dan melepaskan pemadatan ini pada waktu lain.
Eukromatin, sebaliknya, ditandai dengan hiperasetilasi dan hipometilasi, lebih khusus lagi dengan "tag" gugus asetil pada residu lisin 4 dari histon H3 dan H4.
Ini sesuai dengan daerah kromatin yang "lebih longgar" dan biasanya mewakili bagian yang paling aktif secara transkripsi, yaitu tempat sejumlah besar gen pengkode dikelompokkan.
Fungsi eukromatin
Eukromatin sangat melimpah di dalam inti sel ketika sel tidak membelah, yaitu ketika kromosom tidak terkondensasi dan tidak menunjukkan bentuk khasnya.
Mengingat bahwa bagian kromatin ini mengandung jumlah terbesar dari gen aktif transkripsi, eukromatin memiliki fungsi penting dalam perkembangan serta dalam metabolisme, fisiologi, dan pengaturan proses biologis vital yang melekat dalam sel.
Mengapa?
Karena kode gen "aktif" untuk semua protein dan enzim yang diperlukan untuk menjalankan semua proses metabolisme dan fisiologis sel.
Gen-gen yang tidak mengkode protein, tetapi juga aktif dari sudut pandang transkripsi, biasanya memiliki fungsi pengaturan, yaitu, mereka mengkode molekul RNA kecil, untuk faktor transkripsi, RNA ribosom, dll.
Oleh karena itu, pengaturan proses transkripsi juga bergantung pada informasi yang terkandung dalam eukromatin, serta pengaturan proses yang berkaitan dengan pembelahan dan pertumbuhan sel.
Referensi
- Brooker, R., Widmaier, E., Graham, L., Stiling, P., Hasenkampf, C., Hunter, F.,… & Riggs, D. (2010). Biologi.
- Eissenberg, J., Elgin, S. (2005) Heterochromatin dan Euchromatin. Ensiklopedia Ilmu Hayati. John Wiley & Sons, Ltd.
- Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Pengantar analisis genetik. Macmillan.
- Grunstein, M., Hecht, A., Fisher-Adams, G., Wan, J., Mann, RK, Strahl-Bolsinger, S., … & Gasser, S. (1995). Pengaturan eukromatin dan heterokromatin oleh histon dalam ragi. J Cell Sci, 1995 (Tambahan 19), 29-36.
- Tamaru, H. (2010). Membatasi wilayah eukromatin / heterokromatin: jumonji melintasi garis. Gen & pengembangan, 24 (14), 1465-1478.