3. ADN eucariotic
ADN nuclear:
• Molecule lungi liniare;
• Sub formă de cromatină ↔ cromozomi;
• Doar 10% este ADN genic, restul ADN –
necodant;
• Activitatea genelor nucleare depinde de:
– Momentul ontogenetic;
– Tipul celulei
!!! Necesitatea unui mecanism de păstrare a MG
pentru o activitate optimă în spaţiu şi timp
3
6. Nucleul
Păstrează ~ 98% din MG celular;
Asigură compactizarea funcţională a ADN:
• eucromatina – MG activ pentru transcripţie;
• heterocromatina – MG inactiv pentru transcripţie.
Controlul activităţii celulei prin expresia diferenţiată a genelor:
• transcripţia şi processingul ARN;
Controlul diviziunii celulare şi transmiterii IG de la cel la cel:
• replicarea ADN şi mitoza
Biogeneza ribozomilor
6
27. Nivele de compactizare a MG
I nivel –
nucleosomic
= filament de
cromatină;
II nivel –
solenoid =
fibra de
cromatină;
III nivel –
bucle
IV nivel –
cromosomul
metafazic
27
28. Nivele de compactizare
a MG se deosebesc prin:
- gradul de scurtare a firului de
ADN;
- grosimea f. de cromatină;
- mecanism de formare;
- grad de activitate
transcripţională;
- perioada ciclului celular.
28
30. I nivel - filamentul de cromatină:
Filamentul polinucleozomic
de 11nm;
Gradul de compactizare –
x6 ori;
• interacţiunea ADN- cu proteinele histone
bazice+
Mecanismul de formare:
Transcripţia ADN este
posibilă.
30
32. II nivel – solenoidul
Fibra de cromatină de
30 nm;
Gradul de condensare
– x40 ori;
Mecanismul de
formare:
Transcripţia ADN-ului
este blocată.
• Fosforilarea H1
superspiralizarea filamentului
polinucleosomic – câte 6
nucleosomi per spiră;
32
35. III nivel - bucle
Buclele pot fi mari sau mici,
relaxate sau compacte,
300nm grosime;
Grad de compactizare –
x600-1000 ori;
• Ancorarea fibrei de cromatină de 30nm la axa
proteică – scaffold;
• interacţiune specifică SAR – scaffold
Mecanism de formare:
Transcripţia genelor este
blocată
35
37. !!! SAR (MAR) - (Scaffold /Matrix Associated Region)
– situsuri specifice de ADN responsabile de
ancorarea fibrei de cromatină la scaffold - axul
proteic cromozomial;
!!! scaffoldul - axul proteic cromozomial – proteine
situs specifice ce interacţionează cu:
- fibra de cromatină;
- lamininele laminei fibrosa de pe suprafaţa
internă a anvelopei nucleare.
37
41. IV nivel –
cromozom metafazic
• Grad maximal de compactizare – x10000ori;
• Grosimea cromatidei ~700nm;
• Mecanismul de formare:
– Fosforilarea lamininei --- disocierea anvelopei nucleare;
– Fosforilarea totală a H1 – condensarea cromatinei, plierea
buclelor în jurul axului cromozomial.
• Transcripţia este blocată
41
49. Telomerul
• Secvenţe de nucleotide bogate în G/C repetate în
tandem (la H. sapiens - TTAGGG) cu lungimea de
3-20 kb
• Formează bucle la capetele cromozomilor (P TFR1,
TFR2)
• Previne scurtarea cromozomilor în timpul
replicaţiei
• Previne fuzionarea cromozomilor (individualizează
cromozomii)
• Asigură rezistenţă la atacul exonucleazelor
49
52. Perioadele ciclului celular şi nivelul de
organizare a MG
• Interfaza:
– Perioada G1 presintetică;
– Perioada S – sintetică;
– Perioada G2 – postsintetică;
• Mitoza:
– Profaza
– Metafaza
– Anafaza
– Telofaza
Nivel I
Nivel II
Nivel III
Nivel IV
52
53. Clasificarea funcţională a cromatinei:
• Eucromatina:
- segmente de cromatină active transcripţional;
- conţine ADN codant.
• Heterocromatina:
– segmente de cromatină inactive transcripţional,
– conţine ADN necodant;
– conţine ADN codant netranscris în momentul dat
sau celula dată;
– poate fi constitutivă şi facultativă.
53
54. Heterocromatina
• Constitutivă:
– Conţine secvenţe de ADN necodificatoare, repititive;
– Reprezintă regiunile centromerice, telomerice, ale sateliţilor,
spaţiatori ai genelor.
• Facultativă:
– Conţine secvenţe de ADN codant, dar inactive;
– Se poate transforma în eucromatină;
– Poate fi autosomală şi sexuală;
– Intervine în:
» Diferenţierea celulară;
» Diferenţierea sexuală;
» Reglarea ontogenezei
54
55. Reprezentarea aceluiaşi fragment de cromozom în diferite celule (A, B, C).
E – eucromatina,
Hc – heterocromatina constitutivă,
Hf – heterocromatina facultativă
55
56. Nucleolul –
regiunea nucleară responsabilă de biogeneza ribozomilor:
• transcripţia genelor ribozomale cu sinteza ARNr
precursor (45S);
• Processingul ARNr 45S cu formarea a trei fracţii de
ARNr: 5,8S + 18S + 28S;
• Asamblarea complexelor RNP:
– ARNr 18 S + 33 proteine ribozomale = 40S –
subunitatea ribosomală mică;
– ARNr 28 S + ARNr 5,8 S + ARNr 5 S + 49 proteine
ribozomale = 60S – subunitatea ribozomală mare
56
57. T
P +1 18S 5,8S 28S
Transcripţie
Processing (autosplicing)
18S 5,8S 28S
ADN
proARNr
ARNr
Etapele expresiei genelor de clasa I
Asamblarea 40S şi 60S
18S + 33 proteine = 40S 28S + 5,8S + 5S + 49 proteine = 60S
57
