1 Menneskets genom

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).