1 Menneskets genom

More documents

Recommendations

Info

18209 01.fm7 Page 22 Friday, March 3, 2006 12:37 PM 1 Menneskets genom et non-histon-protein-netværk også kaldet matrix eller scaffold (proteinskelet) (Figur 1.9A). De enkelte loops er bundet til protein-skelettet via AT-rige DNA-regioner kaldet MARs ( matrix-associated regions) eller SARs ( scaffold attachment regions). Det er ikke endeligt afklaret om disse loops er de grundlæggende funktionelle enheder ved eksempelvis replikation eller transkription eller begge dele. Når cellerne ikke er i deling, kan man med lysmikroskopi se at cellekernen har lyse og mørkt farvede områder. De mørkt farvede områder synes at koncentrere sig i periferien af cellekernen og kaldes heterokromatin. Det er relativt kompakt i sin organisation, selvom det er mindre kompakt end i metafase-kromosom-strukturen. Man skelner mellem konstitutivt og fakultativt heterokromatin (Boks 1.2), Mitotiske kromosomer De ovenfor omtalte loops kan udgøre begyndelsen til de fortykkelser som kan ses i mikroskopet i den tidlige profase, hvor mitosen begynder. I selve profasen kan kromosomerne let ses i lysmikroskopet. Efter farvning af kromosomerne kan der identificeres 1000 bånd eller flere (høj-opløsnings-båndfarvning), og et bånd vil således kunne rumme flere millioner basepar og måske 30-100 gener. I profasen er kromosom 17 kondenseret til en længde på ca. 15 µm svarende til 1/3000 af længden af DNA-molekylets native form. Når kondenseringen er maksimal, som i metafasen, har kromosomerne en længde på ca. 1/50.000 af DNA’ets native længde. I en metafase efter båndfarvning kan et bånd således teoretisk indeholde ca. 5-20 millioner basepar. Med menneskets ca. 27.000 gener og et samlet antal bånd på metafasekromosomerne på 400 bliver den gennemsnitlige gentæthed ca. 70 gener per bånd. 22 Efter mitosen dekondenserer kromosomerne og indtager igen deres kromatinstruktur i interfasekernen, hvor de er klar til at begynde en ny cyklus. Strukturer i kromosomet Metafasekromosomet, der dannes på et tidspunkt i cellecyklus, efter at DNA-replikationen har fundet sted (se videre i kapitel 2), består af to udgaver af et lineært DNA-molekyle repræsenteret ved de to kromatider, som holdes sammen i centromeret (Figur 1.8 og 1.9B). Centromeret har forskellig placering på de enkelte kromosomer (se karyotypen, Figur 1.8). En vigtig del af centromer-funktionen knytter sig dels til at holde kromatiderne sammen, dels til selve adskillelsen heraf i mitosen og meiosen (Figur 1.11). En plade-lignende struktur, kinetokoren, der ligger på overfladen af de to kromatider i centromer-regionen, fungerer som vedhæftningspunkt for de mikrotubuli, der stråler ud fra centriolerne, og trækker de segregerende kromatider til hver deres dattercelle. Det er særlige DNA-sekvenser, kaldet alphoid DNA (se Tabel 1.5), som udgør DNA’et i centromer-regionerne, og der er stor sekvenslighed mellem disse fra forskellige arter. De fungerer som bindingssted for centromerspecifikke proteiner, hvoraf der er mindst fem forskellige, og som hæfter tentrådene. En anden vigtig region på kromosomet er den terminale region, telomeren, dvs. den yderste ende af kromosomets to arme (Figur 1.10). Telomer-regionen består af DNA, der udgøres af den repeterede enhed: 5'-TTAGGG-3' (hhv. 5'-CCCTAA-3'). Den er repeteret op til et par tusind gange og udgør op til ca. 12 kb i hver ende af kromatiderne. Yderst er der et 3'-overhæng, som består af enkeltstrenget DNA (se Figur 1.12).
18209 01.fm7 Page 23 Friday, March 3, 2006 12:37 PM Telomer-længden er vigtig for kromosomets stabilitet, men bliver lidt mindre efter hver replikation, og når længden kommer ned under en bestemt grænse, er det en afgørende og medvirkende årsag til celle-aldring og snarlig - død. Cancerceller har dog bevaret aktiviteten af nogle gener, der koder for proteiner (bl.a. telomeraser), som kan sikre bevarelsen af telomerlængden under replikationen, hvilket har betydning for deres immortalitet. Genomets struktur Figur 1.8 Et eksempel på en kromosom-undersøgelse med G-båndfarvning af celler fra en knoglemarvsprøve. Resultatet er den mandlige karyotype 46,XY. Til højre for hvert kromosompar er vist et G-båndsideogram i 400-bånds opløsning hvor de små tal angiver eksempler på båndnummerering (se Kap. 17, side 252). De røde områder viser centromererne. De har forskellig placering på de enkelte kromosomer og markerer skellet mellem den korte (p) og lange (q) arm heraf. De akrocentriske kromosomer 13, 14, 15, 21 og 22 indeholder på den korte arm rRNA-generne, der koder for ribosom-RNA (rRNA). rRNA-generne er repeteret flere hundrede gange. De gråt markerede områder på den lange arm nær centromeret på kromosomerne 1, 3, 4, 9, 16 og 19, de korte arme af de akrocentriske kromosomer samt Yq12 angiver lokalisationen af konstitutivt heterokromatin, se Boks 1.2. Genomets struktur Generelt Den genetiske information i en menneskecelle består, som tidligere omtalt, af to genomer: et kompliceret nukleært genom og et mere simpelt mitokondrie-genom (Figur 1.13). Det nukleære genom udgør langt hovedparten af den genetiske information mens mitokondrie-genomet samlet kun er ansvarligt for en mindre del heraf og i øvrigt kun en del som vedrører nogle af de 23
Page 1 and 2: 18209 01.fm7 Page 13 Friday, March
Page 9: 18209 01.fm7 Page 21 Friday, March

1 Menneskets genom

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?