Hebben prokaryoten histonen: waarom, hoe en gedetailleerde inzichten?

Prokaryoten zijn primitieve cellen zonder histonen.

Histonen zijn alkalische eiwitten die zijn geassocieerd met eukaryoot DNA. Ze zijn verantwoordelijk voor het verpakken van het genoom omdat eukaryoot DNA erg groot is.

Prokaryote chromosomale DNA is erg klein en wordt geassocieerd en aan elkaar gebonden door een andere set eiwitten die NAP's worden genoemd.

Dus als de vraag wordt gesteld "hebben prokaryoten histonen?" het antwoord zou gewoon nee zijn. Histonen zijn een kenmerk dat uniek is voor het eukaryote chromosomale organisatiesysteem.

Waarom hebben prokaryoten geen histonen?

Prokaryoten hebben geen echte chromosomen, dus ze hebben geen histonen.

Histonen worden technisch gebruikt voor het verpakken van grote chromosomen tot een beter hanteerbaar formaat. Prokaryotisch DNA is klein en bestaat uit slechts één enkel chromosoom.

Slechts enkele prokaryoten, zoals die in Archae, die dienen als de brug tussen prokaryoten en eukaryoten, bleken histon-eiwitten te hebben. Dit komt waarschijnlijk omdat ze een complexer chromosomaal systeem hebben in vergelijking met de lagere prokaryoten.

Niet-chromosomaal DNA zoals dat in plasmiden zijn slechts cirkelvormige fragmenten van DNA en vereisen geen speciale organisatie.

Wat hebben prokaryoten in plaats van histonen?

Prokaryoten hebben andere eiwitten of NAP's met het oog op chromosomale organisatie.

NAP's of Nucleoid-geassocieerde eiwitten zijn een aantal polypeptiden met een minuscule moleculaire massa. Ze binden het prokaryotische DNA dat aanwezig is in de nucleoïde en veranderen de vorm, structuur en mogelijkheden ervan.

800px Subhash-nucleoid 02 2
Prokaryotische DNA-organisatie rond NAP's Afbeelding: Wikipedia

Met vaardigheden betekent het dat de snelheid waarmee transcriptie en translatie plaatsvinden in het nucleoïde DNA wordt veranderd. Sommige NAP's kunnen ook aan RNA binden en het genexpressieprofiel van de cel op post-transcriptioneel niveau veranderen.

Nucleoïde-geassocieerde eiwitten (NAP's) spelen een rol in zowel de nucleoïde architectuur als de regulatie van genexpressie, en het wordt duidelijk dat NAP's en transcriptie samenwerken om de bacteriële genoomstructuur te verschaffen.

Hebben prokaryotische chromosomen histonen?

Van de prokaryoten bezitten alleen Archeae histonen.

Prokaryoten hebben geen typisch chromosomaal structuur ingesloten in een door een membraan omsloten kern. Technisch gezien hebben ze ook geen echt chromosoom.

Dit ondersteunt ook de afwezigheid van histonen die de chromosomaal DNA in een eukaryoot kern. Omdat prokaryotisch DNA erg klein is en niet zo complex van structuur in vergelijking met eukaryotisch DNA.

1920px Subhash-nucleoid 05 1
Fundamenteel verschil in DNA-organisatie bij prokaryoten versus eukaryoten
Afbeelding: Wikipedia

In plaats prokaryotische chromosomen zijn geassocieerd met een andere set eiwitten die Nuceloid-associate-eiwitten worden genoemd, of eenvoudigweg NAP's worden genoemd. NAP's zijn belangrijk voor de bacteriële chromosomale organisatie, replicatie, segregatie, reparatie en expressie.

Hebben eukaryoten histonen?

Histon-eiwitten zijn inherent gerelateerd aan de eukaryote chromosomale organisatie.

Het DNA in eukaryoten kan wel drie meter lang zijn. Er is dus een soort anker nodig om deze lange ketting te condenseren en in de kern van de cel met een maximale diameter van 6 micrometer.

Dus de lange DNA-keten wordt opgerold en vervolgens supercoiled om het te condenseren tot chromosomen die weer verstrengeld zijn, zodat het allemaal in de celkern. Elke menselijke cel bevat 23 paar chromosomen (44 autosomen en 2 allosomen), die allemaal in die kleine kern van 6 micrometer moeten passen

Dit vereist een zeer efficiënt organisatiesysteem dat ook rekening moet houden met de chemische aard van DNA-moleculen. Vandaar dat histon-eiwitten basisch van samenstelling zijn.

Hebben alle eukaryoten histonen?

Histon-gebaseerde chromatine-organisatie in eukaryoten is een standaard in de natuur.

De DNA-grootte van eukaryoten is erg lang en in tegenstelling tot prokaryoten, kunnen ze meerdere paren chromosomen bevatten. De chromosomen moeten efficiënt worden gecondenseerd, zodat ze in de minuscule kern passen.

Dus het DNA bindt zich om het DNA heen, dat zich er vervolgens omheen vervuilt. De grootste zorg is dat de chromosomen tijdens het proces opnieuw moeten afwikkelen en condenseren mitose en meiose en terugslag en ontwarren eenmaal cel deling is voorbij.

do-prokaryoten-heb-histonen
Histon-assemblage en DNA rollen in eukaryote kern
Afbeelding: Wikipedia

Prokaryoten hebben nucleoïde-geassocieerde eiwitten of NAP's in plaats van histonen die op dezelfde manier functioneren. Dit is zo omdat prokaryotisch DNA is erg klein en kan in totaal slechts een enkel chromosoom verklaren.

Waarom hebben eukaryoten histonen?

Histonen zijn de chromosoomorganisatoren die inherent zijn aan eukaryoten.

Histonen zijn eenvoudige polypeptiden die chemisch basisch van aard zijn, zodat zuur DNA eromheen kan kronkelen en niet vrijkomt. Men kan zeggen dat ze fungeren als spoelen voor het oprollen van DNA.

Het eukaryote DNA kan erg lang zijn, wel drie meter lang. Dit moet passen in de celkern die slechts zo groot is als 6 micrometer die ook bij zoogdieren. Lagere eukaryoten hebben zelfs kleinere nucleaire afmetingen, maar de grootte van het genoom varieert niet al te veel.

Toch moet dit DNA allemaal in de kern passen. De histonen zorgen ervoor dat de lange DNA-draden eromheen kunnen kronkelen en supercoilen om een ​​meer vernauwde structuur te vormen. Dit is echter niet blijvend.

800px Stappen in nucleosoomassemblage.svg
Nucleosoomassemblage in eukaryoten
Afbeelding: gewikit
ia

 De aard van Histon zorgt ervoor dat het DNA zich kan ontrollen en condenseren van chromatine tot chromosoomvorm tijdens cel divisie. Nadat de celdeling is voltooid, chromatine kan weer afwikkelen en teruggaan naar zijn draadachtige chromatinevorm.

Deze vrijheid wordt alleen aangeboden aan eukaryoot chromosomaal DNA vanwege de aanwezigheid van histon-eiwitten.

Lees ook: