Chromatinstruktur

• Genotykorreliert: Repruduktion und Erhalt

• Phänotypischkorreliert: Genexpression

• Evolutionär: Mutation

Ein Gen ist ein Bereich, der eine eigenständige, vererbare Eigenschaft kontrolliert.

Ein Gen besitzt die Information sowie die “Anweisungen” wann und wo das Produkt hergestellt werden soll.

Prokaryoten:

• Genom meist zirkulär

• haploid

Eukaryoten:

• Genom meist linear

• diploid

• in Chromosomen organisiert

• Gendichte sehr variabel

• Mitose: Prophase, Prometaphase, Metaphase, Anaphase, Telophase

• Interphase: (G0-Phase), G1-Phase, S-Phase, G2-Phase

  
  

G0-Phase:

Wechsel in die G0-Phase, wenn die Zellen sich nicht weiter vermehren sollen oder können

G1-Phase:

• Vorbereitung der Zellen auf die Zellteilung -> starkes Wachstum

• Verstärkte Proteinbiosynthese -> Bildung von Zellorganellen und Zellplasma

• Bildung großer Mengen RNA und Nukleosomen

-> Chromosomen aus ein Chromatid

S-Phase:

• DNA Replikation

-> Chromosome sind nun 2-Chromatid-Chromosomen

-> entspiralisiert

G2-Phase:

• Überprüfung der neu synthetisierten DNA-Stränge auf Fehler

• Synthese von Proteinen für Mitose und Zytokinese

Regulierung durch Cykline und Cyklin-abhängige Kinasen

(CDK -> hoch konserviert, phosphoriliert)

• Aktivierung: Cyklin, Dephosphorilierung

• Deaktivierung: CDK-Inhibitierung, Phosphorilierung

Chromatin= DNA+Protein

• Nur bei der Zellteilung sichtbar

  -> hauptsächlich Proteine

  -> Histone aus 20-30% Lysin Agenin

• M: 23, W24 Chromosomen

  -> ca. 3,2x10^9 Nukleotide

• Jedes Chromosom belegt ein bestimmtes Territorium im Zellkern

  -> Euchromatin innen

  -> Heterochromatin außen

  
  

Nucleosom

• nicht von einer Membran umgeben

• enthält mRNA-Gen-Claster

• Verpacken

• Schutz

• Regulation

Euchromatin: wenig kondensiert, eher aktiv

Heterochromatin: stark kondensiert, eher inaktive

Dient der Kondensation

Besteht aus Histonen

• H2A, H2B Heterodimer x2

• H3, H4 -> Tetramer

• H1 -> bindet zwischen den Histonen

  Histon H1 stabilisiert die Interaktion der DNA mit dem Nukleosom und verhindert seinen ATP-abhängigen Umbau

• Zellstadium

• Salzkonzentration

1) Chromatin- Remodulierungskomplex

• ATP Abhängig

• Verändert Position der DNA

• Bindet an Histon Octamer und die DNA

-> ändert local die Anordnung

2) Modifikationen

• Acetylierung, Methylierung, Phosphorilierung, Ubiqinierung

• aktiv: H3K4 me, H3K9 ac

• inaktiv: H3K27 me, H3K9 me

-> Modifikationen beeinflussen sich gegenseitig

Chromatin: in Verbindung mit aktivem Chromatin, vor allem in Euchromatin

Ziel: Lysin (K)

Enzyme: Histonacetylasen, Histondeacetylasen

Bindestelle: Brombindestelle

-> häufig an H3 und H4

Chromatin: in Verbindung mit inaktiven Chromatin, selten aktiv

Ziel: Lysin (K), Arginin (R)

Enzyme: Histonmethylasen, Histondemethylasen

Bindestelle: Chromdomäne

-> H3K9me = stillgelegt, H3K4me = aktiv

Chromatin: Unterschiedliche Funktion

Ziel: Serin (S), Threonin (T)

Enzyme: Kinasen, Phospatasen

• Am Anfang und Ende der DNA sind wenige Nukleosome

• Definierte Position in der nähe von Promotoren

• Position bestimmt durch ATP abhängige Trans-Faktoren