medical-notes/content/Biokemi/🦠 Cellulära processer/Kromatin/Slides.md

Kromosomer och kromatin

Grundprincip

• Nukleärt DNA är organiserat i kromosomer.
• I kärnan är DNA bundet till proteiner → kromatin.

---

Upptäckten av nukleosomen

Experimentet som avslöjade nukleosomen

1. Isolera kärnor
2. Klyv med ospecifikt endonukleas (DNase I)
3. Analysera fragmenten med gelelektrofores

Resultat:

• Små ”pärlor” innehöll DNA (150–200 bp) + proteiner → histoner.

---

Histoner

Evolutionär konservering

• De små pärlorna visade sig innehålla en grupp högt konserverade proteiner.
• Exempel: histon H4 skiljer sig med endast två aminosyror mellan gröna ärtor och kor.
• Evolutionär distans: ≈1,3 miljarder år.

---

Nukleosomen

Nucleosome core particle

En nukleosom består av:

• 2 × H2A
• 2 × H2B
• 2 × H3
• 2 × H4

Totalt: 8 proteiner (histonoktamer)
DNA: 146 bp virat 1,75 varv runt oktameren.

---

Histon H1

• Ett femte histon som binder till linker-DNA.
• Mindre konserverat.
• Har en stabiliserande effekt på nukleosomen.

---

Kromatinets funktionella betydelse

• När DNA täcks av histoner → repressiv effekt.
• DNA måste öppnas för processer som:
  • DNA-replikation
  • Transkription

---

Histonsvansar

Struktur

• N-terminala delar (främst H3 och H4) sticker ut från nukleosomen.
• Dessa svansar påverkar hur hårt histoner binder DNA.

Modifieringar

• Modifieringar alters styrka i bindningen:
  • Acetylering
    • Neutraliserar positiva laddningar på lysin/arginin
    • → svagare bindning till negativ DNA-ryggrad
  • Metylering
  • Flera andra modifieringar förekommer

Funktion

• Modifieringar kan aktivera eller repressa genuttryck.
• Detta är epigenetisk reglering → styrning utan förändring i DNA-sekvensen.

---

Histonkoden

• Den specifika kombinationen av modifieringar är avgörande.
• Kallas populärt ”histonkoden”.

---

Histoner vid DNA-replikation

• Nukleosomer tas bort av replikationsmaskineriet och byggs om direkt bakom replikationsgaffeln.
• Gamla histoner fördelas jämnt mellan de två dottersträngarna.
• Detta ger semikonservativ nedärvning av epigenetiska markeringar.
• Specialiserade proteinmaskiner reglerar modifieringar (mer i termin 3).

---

Kromatinets organisation i högre nivåer

Organisation

• A: 30 nm-fiber i interfas-kromosom
• B: Nukleosomer längs DNA

Loopar och protein-ställningar

• DNA organiseras även i loopar, som fästs vid proteinstrukturer.
• Loopars aktivitet kan regleras via:
  1. Histonmodifieringar
  2. Topoisomeraser

Dessa styr åtkomlighet och packning av det genetiska materialet.

---

Sammanfattning

• Flera nivåer av DNA-packning krävs för att få plats i cellkärnan.
• Reglering sker både via histonmodifieringar och strukturell organisering av kromatin.