Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat

Histon Proteinleri ve DNA Katlanması: Metreler Uzunluğundaki DNA, Mikron Düzeyindeki Küçük Hücrelerimize Nasıl Sığar?

Histon Proteinleri ve DNA Katlanması: Metreler Uzunluğundaki DNA, Mikron Düzeyindeki Küçük Hücrelerimize Nasıl Sığar?
5 dakika
23,187
Tüm Reklamları Kapat

Bir insan DNA'sı, ortalamada 2 metre uzunluğundadır. Bir hücremiz ise ortalama 0.000001 metredir. Bu oranlara göre DNA'mızın 100.000 kat kısaltılması gerekmektedir. Aslında farklı boyutlardaki cisimlerin bu şekilde kıyaslanması doğru değil; çünkü sonuçta "sığdırma" işi sadece uzunluk ile yapılmıyor, kıyaslanan iki cismin hacminin tümünü kıyaslamak gerekiyor ve DNA'nın hacmi, hücrenin hacmine nazaran yok denecek kadar küçüktür.

Ama upuzun bir iplik olan DNA'yı düzgün bir şekilde depolamak için hücrelerimizde oldukça ilginç bir paketleme yöntemi kullanıldığı da gerçektir. İşte bu yazıda DNA paketlenmesi denilen bu süreci ve bunu mümkün kılan histon proteinlerini inceleyeceğiz.

DNA'dan Kromozoma...

DNA, nükleotidlerin belli kurallar çevresinde birbirlerine bağlanması ile oluşan yapılardır ve canlılık için gerekli tüm bilgiyi üstünde taşır. Aşağıdaki görselde DNA, kurdele modeli olarak bilinen bir model çerçevesinde gösterilmektedir (en solda). Bu kurdele, çoklu nükleotit dizilerini temsil etmektedir; yani gerçekte DNA o şekilde gözükmez. DNA'nın omurgasını oluşturan fosfat grupları, negatif yüklüdür ve bu yük, paketlenmenin temelinde yatar; bu nedenle önemlidir.

Tüm Reklamları Kapat

Campbell Biyoloji

DNA'mızı, çekirdeklerimizde kromozom olarak saklarız (yukarıdaki görselde en sağda). Ancak görselden de görebileceğiniz gibi DNA, belirli bir paketlenme sürecinden geçerek kromozomları oluşturur; kendi başına kromozomal bir yapısı yoktur. Kromozom yapısını daha ufak parçalara ayıracak olursak, kromozomların kromatin ipliklerinden meydana geldiği görülür. Kromatin ipliğini de DNA, histon proteinleri ve histon olmayan proteinler bir araya gelerek oluşturur. Paketlenme de bu sırada başlar diyebiliriz. Eğer nükleotit, DNA, kromatin, kromozom, vb. kavramları daha iyi öğrenmek isterseniz buradaki yazımızı okuyabilirsiniz.

Histon Proteini Nedir?

DNA paketlenmesinin ilk basamağından sorumlu olan proteinler, histon proteini olarak bilinen bir protein grubudur. Histon proteinleri sadece 100 civarında aminoasitten oluşan ufak proteinlerdir; ancak DNA paketlemesinde bu histonlardan o kadar çok sayıda görev alır ki, bir hücrenin içindeki toplan histon proteini kütlesi, DNA'nın kendi kütlesine eşit olabilir! Bir diğer deyişle, sadece histon proteinleri dolayısıyla krozomların kütlesi normalde olacağın 2 katına çıkar.

Histon proteinlerini oluşturan aminoasitlerin %20'sinden fazlası pozitif yüklü olan lisin ve arjinindir. Bu yük farkı sayesinde histon proteinleri, DNA moleküllerine sıkı sıkıya bağlanır. Bu histonların evrim ağacı üzerindeki benzerliği inanılmaz yüksektir; örneğin bir ineğin histon proteini sekansı ile bir bezelye bitkisinin histon proteini dizilimleri arasında sadece 2 aminoasit farkı vardır. Farklı canlı gruplarında bu kadar yüksek benzerlik olması, yaşamın evriminde bu proteinlerin ne kadar temel ve önemli olduğunu göstermektedir; muhtemelen histon proteinleri, canlılığın çok erken basamaklarında evrimleşmiş ve bütün canlı gruplarına miras kalmıştır. DNA paketlemenin ne kadar önemli olduğu düşünülecek olursa, bu evrimsel çıkarımın isabetliliği daha iyi anlaşılabilir.

Histon Proteinleri DNA'yı Nasıl Sarar?

Histon proteinleri, lisin ve arjinin içeriğine göre 5 aileye ayrılır: H1, H2A, H2B, H3, H4. Bunlar arasından en büyük histon proteini H1'dir. H1 dışındaki histon tipleri öz histon olarak adlandırılmaktadır ve DNA paketlemesinin ilk evresinde, H1 haricindeki 4 histon proteini görev alır. İkinci evrede ise H1 proteini devreye girer. İnsanlarda 215 nükleotit uzunluğunda olan H1 proteininin aminoasit dizilimi, basitçe, şöyledir:

Tüm Reklamları Kapat

H1 Histon Proteini
H1 Histon Proteini
Uniprot

1. Aşama: Nükleozom Oluşumu (10 nanometre)

DNA paketlemesinin ilk evresinde, her öz histondan 2 adet olmak üzere 8 tane histon bir araya gelerek nükleozom çekirdeğini oluşturur. Bu yapı yaklaşık 10 nanometre çapındadır. Her bir histonun ucundaki aminoasitlerin radikal terminali (N-terminus) nükleozomun dışına doğru sarkar ve buna histon kuyruğu adı verilir. DNA'nın nükleozom çekirdeğine girdiği ve çıktığı noktalarda ise H1 histonu bulunur. Böylece nükleozom çekirdeğine H1 histonunun bağlanmasıyla nükleozom oluşmuş olur.

DNA, H1 histonu yardımıyla ve negatif yüklü olması sebebiyle nükleozoma yaklaşık 2 dönüş yaparak sarılır (147 baz çifti uzunluğa tekabül eder) ve yine H1 histonu sayesinde yeni bir nükleozoma gider. Nükleozomlar yaklaşık 200 baz çifti aralıklarla sıralanır. İki nükleozom arasındaki çıplak DNA bölgesine de Bağlayıcı DNA (İng: "linker DNA") denir.

Histon proteinlerinin yapısı.
Histon proteinlerinin yapısı.

Histonlar ile DNA, sadece hücre bölünmesi ve transkripsiyon işlemi sırasında kısa bir süreliğine birbirlerinden ayrılırlar. Nüklozomlar, özellikle de histon kuyrukları aracılığıyla gen ifadesinin regülasyonunda görev alırlar.

Buraya kadar olan süreci, bir ipi makaraya sarmaya benzetebiliriz. Uzun ipi, makara yardımıyla kolayca sarar ve saklarız. İşte histonlar da DNA'mızı ip gibi kendi çevresinde sarar ve çok uzun olan DNA'mız oldukça kısalır; ama bu kısalık, hala DNA'mızı hücre içine sığdırmaya yetmez. Bu makaraları da sıkı sıkıya paketlememiz gerekmektedir.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

2. Aşama: Fibril Oluşumu (30 nanometre)

Sıradaki aşamada, 30 nanometrelik fibril yapısı oluşur. Bu yapı, 6 tane nükleozomun H1 histonlarını ortalarına alarak bir altıgen oluşturmasıyla elde edilir. Böylece nükleozoma sarılan DNA, bir de nükleozomların birbiri ile oluşturduğu fibril yapı ile daha da kısalmış olur.

Fibriller
Fibriller

3. Aşama: Halkalı Alanlar (300 nanometre)

Fibril yapı da, son olarak DNA'nın iskelet proteinlerine bağlanarak bir halka oluşturur. Bu halkanın iskeletinde, Topoizomeraz 2 enzimi aktif rol alır. Her bir halka, yaklaşık 20-100 kilobaz DNA içerir.

Histonlardan, kromozomlara...
Histonlardan, kromozomlara...

4. Aşama: Metafaz Kromozomu

Bu aşamaya kadar olan katlanmalar sonucunda, başta sözünü ettiğimiz kromatin iplikleri oluşmuş olur. Kromatitlerin genişliği 700 nanometre civarındadır. Bu iplikler de bir araya gelerek kromozomlarımızı oluşturur ve bizler, bu kromozomları hücre çekirdeklerimizde saklarız.

Mitotik hücre bölünmesinin evreleri
Mitotik hücre bölünmesinin evreleri

Aslında mitoz geçiren hücrelerdeki kromozomlar da farklı şekillerde kendi üzerlerine katlanıp kıvrılarak paketlemeyi bir aşama daha öteye götürürler; ancak bu katlanmanın detayları henüz tam olarak çözülebilmiş değildir. Ancak bildiğimiz bir şey, bu katlanmalar sonucunda genler hep benzer yerlere ulaşırlar; zaten bu nedenle çiftleşme sırasında göz rengi genleri başka genler ile karışmaz. Dolayısıyla bu katlanmaların oldukça spesifik ve isabetli bir şekilde gerçekleştiği bilinmektedir.

Sonuç

Milyarlarca baz çifti içeren uzun DNA'mızı hücreye sığdırmak için bazik yapılı histon proteinleri kullanılır. Bu proteinler ile oluşturulan nükleozom yapıları da altıgen şeklinde birbirine bağlanır ve fibril yapılarını oluşturur. Böylece artık hücre çekirdeklerine sığacak şekilde katlanmış kromozomlar oluşmuş olur.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
35
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

İçerikle İlgili Sorular
Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Bilim Budur! 23
  • Muhteşem! 10
  • Tebrikler! 5
  • Merak Uyandırıcı! 5
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 3
  • İnanılmaz 2
  • Güldürdü 1
  • Üzücü! 1
  • Umut Verici! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  • M. Koyama, et al. (2018). Structural Diversity Of The Nucleosome. The Journal of Biochemistry, sf: 85-95. doi: 10.1093/jb/mvx081. | Arşiv Bağlantısı
  • B. E. Bernstein, et al. (2005). Genomic Maps And Comparative Analysis Of Histone Modifications In Human And Mouse. Cell, sf: 169-181. doi: 10.1016/j.cell.2005.01.001. | Arşiv Bağlantısı
  • J. M. Scholey, et al. (2003). Cell Division. Nature, sf: 746-752. doi: 10.1038/nature01599. | Arşiv Bağlantısı
  • J. B. Reece, et al. (2012). Campbell Biology. ISBN: 9780321831552. Yayınevi: Benjamin-Cummings Publishing Company.
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 18/05/2024 03:55:33 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/10319

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Bilim Tarihi
Kimyasal
Sağlık
Kedigiller
Maskeler
Elementler
Eczacılık
Biyocoğrafya
Diyabet
Halk Sağlığı
Deizm
Malzeme
Diş Sorunları
Ara Geçiş Türleri
Primat
Kartal
Dışkı
Solunum
Radyoaktif
Venüs
Tekillik
Sperm
Neandertal
Meteor
Amerika Birleşik Devletleri
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün Türkiye'de bilime ve bilim okuryazarlığına neler katacaksın?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
K. Özal, et al. Histon Proteinleri ve DNA Katlanması: Metreler Uzunluğundaki DNA, Mikron Düzeyindeki Küçük Hücrelerimize Nasıl Sığar?. (3 Nisan 2021). Alındığı Tarih: 18 Mayıs 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/10319
Özal, K., Bakırcı, Ç. M. (2021, April 03). Histon Proteinleri ve DNA Katlanması: Metreler Uzunluğundaki DNA, Mikron Düzeyindeki Küçük Hücrelerimize Nasıl Sığar?. Evrim Ağacı. Retrieved May 18, 2024. from https://evrimagaci.org/s/10319
K. Özal, et al. “Histon Proteinleri ve DNA Katlanması: Metreler Uzunluğundaki DNA, Mikron Düzeyindeki Küçük Hücrelerimize Nasıl Sığar?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, 03 Apr. 2021, https://evrimagaci.org/s/10319.
Özal, Kubilay. Bakırcı, Çağrı Mert. “Histon Proteinleri ve DNA Katlanması: Metreler Uzunluğundaki DNA, Mikron Düzeyindeki Küçük Hücrelerimize Nasıl Sığar?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, April 03, 2021. https://evrimagaci.org/s/10319.
ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close