DNApackningen

DNApackningen avser de mekanismer och strukturer som paketerar och organiserar cellens DNA i kärnan. Syftet är att få plats med långa kromosomer samtidigt som informationen görs tillgänglig för läsning, replikation och reparation samt att bidra till genomets stabilitet genom reglering av genuttryck.

Nukleosomer består av DNA som lindas runt histonernas oktamer (två kopior av H2A, H2B, H3 och H4). Cirka 146 baspar DNA wrappar runt varje nukleosom. Histon H1 fungerar som linkerhiston och förstärker kompakteringen, oftast i modellen av en 30-nm-fibern, även om den exakta strukturen i levande celler är omdebatterad.

Komprimeringen fortsätter via kromatinloopar och en kärna av scaffold-proteiner. Kromatinremodellering driver repositionering eller avlägsnande av nukleosomer med proteinkomplex som SWI/SNF, ISWI och CHD. Histonmodifieringar som acetylation, metylering och fosforylering fungerar som epigenetiska markörer som påverkar packning och genreglering. Histonchaperoner som CAF-1 och HIRA hjälper vid nypackning efter replikation.

I olika tillstånd organiseras kromatin i euchromatin, som ofta är transkriptionellt aktiv, och heterochromatin, som är mer kompakt och normalt tyst. Epigenetiska mekanismer, inklusive DNA-metylering, påverkar packningen och därmed hur gener läses, vilket kan vara stabilt eller förändras över tid.

Hos bakterier används nucleoid-proteiner och topoisomeraser som gyrase för att styra DNA:s supercoilning, vilket är något annorlunda än i eukaryoter men fyller en liknande funktion i att möjliggöra kompakt lagring och adekvat åtkomst.

DNApackningen är central för replikation, reparation och kromosomsegregering, samt för genomets integritet. Fel i packningen kan leda till förändrad genreglering och associerade sjukdomstillstånd.