Categories: Hewan

4 Fungsi Kromatin pada Sel Hewan

Beberapa definisi lain dari kromatin yaitu kromatin merupakan markomolekular kompleks sebuah DNA makromolekul dan protein makromolekul dan RNA. Paket protein dan mengatur DNA dan mengontrol fungsinya pada sel nucleus. Definisi biokimia operasional kromatin adalah DNA atau protein atau RNA kompleks yang diektraks dari eukariot interphase. Komposisi dan properti dari kromatin bervariasi dari satu sel ke lainnya selama pengembangan tipe sel yang spesifik dan pada tahapan yang berbeda pada siklus sel. Definisi kromatin = DNA + histone DNA double helix pada nukleus sel disatukan dengan protein spesial termasuk histone. Protein atau DNA kompleks yang terbentuk disebut kromatin. Struktur dasar dari kromatin adalah nucleosome.

Struktur Kromatin

Struktur dari kromatin tergantung dari beberapa faktor. Seluruh struktur tergantung pada fase siklus sel. Selama interphase, struktur kromatin lepas untuk mengizinkan akses RNA dan DNA yang melakukan rekaman dan mereplikasi DNA. Struktur lokal dari kromatin selama interphase tergantung pada gen yang ditampilkan pada DNA. DNA melakukan kode gen yang secara aktif merekam dengan paket yang lebih terlepas.

Secara umum ada tiga tingkatan dalam organisasi kromatin, yaitu:

DNA membungkus protein histone membentuk nucleosomes, euchromatin
Histone yang banyak terbungkus menjadi 30 nm serat yang mengandung nucleosome dalam bentuk padat (heterochromatin).
DNA tingkat tinggi membungkus 30 nm serat menjadi metaphase kromosom selama mitosis dan meiosis.

Banyak sel yang tidak mengikuti organisasi ini. Contohnya adalah spermatozoa dan sel darah merah avian yang kromatinnya lebih ketat daripada sel eukariot. Trypanosomatid protozoa tidak memadatkan kromatin mereka menuju kromosom untuk mitosis. (baca : jenis hormon pada hewan)

Kromatin merupakan makromolekul yang ditemukan di dalam sel, mengandung DNA, protein, dan RNA. Fungsi kromatin yaitu:

Untuk membungkus DNA menjadi lebih kecil sehingga dapat masuk ke dalam sel
Untuk mendorong makromolekul DNA untuk terjadinya mitosis
Mencegah rusaknya DNA
Untuk mengontrol ekspresi gen dan replikasi DNA

Komponen protein utama dalam kromatin adalah histone yang padat DNA. Kromatin hanya ditemukan pada sel eukariot. Sel prokariot memiliki organisasi yang berbeda pada DNA mereka.

Struktur dan Hierarki Kromatin

Kromatin melalui perubahan struktur selama siklus sel. Protein histone merupakan paket dasar dan mengatur kromatin dan dapat dimodifikasi menjadi paket kromatin lainnya. Kebanyakan modifikasi yang terjadi berdasarkan ekor dari histone.

1. Struktur DNA – Secara alami, DNA dapat membentuk tiga struktur, A-, B-, dan Z- DNA. A- dan B-DNA adalah sangat mirp, terbentuk dari helices yang right-handed, sementara Z-DNA adalah left-handed heliz dengan bagian belakang fosfat yang zig-zag. Z-DNA memiliki peran spesifik dalam struktur kromatin dan transkripsi karena pertemuan antara B- dan Z-DNA. Pada pertemuan B- dan Z-DNA, satu pasangan keluar dari ikatan normal. ini memiliki dua peran untuk dikenal oleh banyak protein dan sebagai penggalian untuk polimerisasi RNA atau pengikatan nucleosome.

2. Nucleosomes dan beads-on-a-string – Elemen dasar dari kromatin adalah nucelosome yang berhubungan dengan DNA. Tambahannya pada pusat histone terdapat linker histone, H1 yang berhubungan dengan keluar-masuk DNA pada nucleosome. Nucleosomes dengan sekitar 20-60 pasangan dasar linker DNA dapat terbentuk di bawah kondisi non-physiological yang sekitar 10 nm “beads-on-a-string”.

Nucleosome mengikat DNA sebagai kebutuhan fungsi mereka untuk membungkus DNA. Secara instan, adenine dan thymine lebih senang terkompres pada bagian dalam minor grooves. Ini berarti nucleosomes dapat mengikat dengan memilih pada satu posisi.

3. 30 nanometer serat kromatin – Tambahan dari H1, menjadikannya sebagai serat 30 nm. Struktur dari serat kromatin pada sel tidak diketahui dengan detail dan ada perdebatan untuk masalah ini. Level dari struktur kromatin akan membentuk eukromatin yang mengandung gen yang direkam. Penelitian EM telah mendemonstrasikan bahwa 30 nm serat sangat dinamis yang akan terbentang menjadi 10 nm serat saat dipotong oleh RNA.

4. Organisasi spasial kromatin di sel nucleus – Pengaturan ruang kromatin di nucleus tidaklah random, ada ruang spesifik yang dapat ditemukan di setiap wilayah. Wilayah tersebut misalnya lamnia-associated domains (LADs) dan topological association domains (TADs). Polimer model seperti SBS dan DL digunakan untuk mendeskripsikan lipatan kromatin pada nucleus.

Metaphase Kromatin

Struktur metaphase dari kromatin berbeda dari interphase. Struktur dari kromatin padat tidak terkarakteristik dengan baik. kekuatan fisik dari kromatin merupakan hal vital dari tahapan divisi ini untuk mencegah kerusakan dari DNA sebagai anak kromosom yang terpisah. Untuk memaksimalkan kekuatan komposisi kromatin mengubahnya mendekat centroemre melalui histone H1 alternatif.

Selama mitosis, hampir semua kromatin dipadatkan, ada sebagian kecil yang tidak terlalu padat. Bagian tersebut sering berhubungan pada bagian promotergen yang aktif pada sel untuk masuk menuju chromitosis. Kurangnya kepadatan pada bagian tersebut disebut dengan bookmarking yang merupakan mekanisme epigenetic yang dipercaya penting bagi pemindahan sel anak yang akan masuk menuju mitosis.

Penghargaan Nobel

Penelitian yang berkontribusi pada kromatin menghasilkan beberapa ilmuwan yang mendapatkan penghargaan nobel.

Albrecht Kossel pada tahun 1910 mendapatkan penghargaan Nobel pada bidang Physiology atau Medicine untuk penemuannnya pada lima basis nuclear: adenine, cytosine, guanine, thymine, dan uracil.
Thomas Hunt Morgan pada tahun 1933 mendapatkan penghargaan Nobel pada bidang Physiology atau Medicine untuk penemuannya pada peran gen dan kromosom pada keturunan, berdasarkan studi tentang mutasi white-eyed pada buah Drosophila.
Francis Crick, James Watson, dan Maurice Wilkins pada tahun 1962 mendapatkan penghargaan Nobel pada bidang Physiology atau Medicine untuk penemuan struktur double helix dari DNA dan informasi transfer pada material hidup.
Aaron Klug pada tahun 1982 mendapatkan penghargaan nobel untuk bidang Kimia untuk pengembangan crystallographic electron microscopy dan struktural elucidation dari nucleic acid-protein complex.
Richard J. Roberts dan Phillip A. Sharp pada tahun 1993 mendapatkan penghargaan nobel di bidang Physiology untuk penemuan split genes.
Roger Kornberg pada tahun 2006 mendapatkan penghargaan nobel pada bidang Kimia untuk penemuannya pada mekanisme DNA yang direkam ke dalam messenger RNA.

Itulah beberapa penjelasan mengenai kromatin. Kromatin sendiri memiliki peran penting dalam sel dan DNA. Fungsinya sendiri seperti yang dijelaskan sebelumnya berfungsi penting dalam kinerja DNA dalam sel tubuh. Penelitian mengenai kromatin membuahkan berbagai penghargaan nobel karena berperan penting dalam ilmu pengetahuan khususnya tentang sel manusia.