Das Euchromatin ist der Teil der eukaryotischen Chromosomen, der aus locker gepacktem Chromatin besteht und die meisten kodierenden Gensequenzen des Genoms vieler Organismen enthält.
Diese Region der eukaryotischen Chromosomen ist mit transkriptionell aktiven Bereichen assoziiert, weshalb sie für die Zellen eines Organismus von großer Bedeutung ist. Es ist deutlich sichtbar in Zellen, die sich nicht teilen, da es beim Kondensieren oder Verdichten zu Heterochromatin wird, ein vorheriger Schritt zur mitotischen und / oder meiotischen Zellteilung.
Euchromatin ist also eine der beiden Arten der strukturellen Organisation von Chromatin, die zweite ist Heterochromatin, das fakultativ oder konstitutiv sein kann.
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Die Struktur von Euchromatin kann genau wie die Struktur von Chromatin in vielen Lehrbüchern beschrieben werden, da einer der wenigen Unterschiede zwischen letzterem und Heterochromatin der Grad der Verdichtung oder Kondensation des DNA + -Proteinstrangs ist..
Die DNA eukaryotischer Organismen befindet sich im Zellkern in enger Verbindung mit einer Vielzahl von Proteinen. Unter diesen Proteinen gibt es einige von erheblicher Bedeutung, Histone, die für das "Organisieren" und Kondensieren der chromosomalen DNA-Stränge verantwortlich sind, wodurch diese großen Moleküle auf so kleinem Raum "eintreten" und die Expression von Genen steuern können.
Jedes eukaryotische Chromosom besteht aus einem einzelnen DNA-Strang und einer großen Anzahl von Histonproteinen. Diese Strukturen sind signifikant dynamisch, da ihr Verdichtungsgrad nicht nur in Abhängigkeit von den zellulären Transkriptionsbedürfnissen, sondern auch in Abhängigkeit vom Moment des Zellzyklus und einigen Umweltsignalen modifiziert wird..
Änderungen der Chromatinverdichtung beeinflussen auf die eine oder andere Weise das Ausmaß der genetischen Expression (in einigen Regionen mehr als in anderen), daher entspricht es einem Grad der epigenetischen Regulation von Informationen..
Histone ermöglichen es, die Länge der DNA-Stränge jedes Chromosoms um fast das 50-fache zu verkürzen, was besonders bei der Zellteilung wichtig ist, da die Chromatin-Verdichtung die korrekte Trennung der Chromosomen zwischen den Tochterzellen gewährleistet..
Die DNA-Moleküle eukaryotischer Chromosomen wickeln sich um eine "zylindrische" Struktur, die aus acht Histonproteinen besteht: H2A, H2B, H3 und H4. Der oktamere Kern besteht aus zwei Dimeren von H2A und H2B und einem Tetramer der H3- und H4-Proteine..
Histone sind basische Proteine, da sie eine große Anzahl positiv geladener Aminosäurereste aufweisen, wie beispielsweise Lysin und Arginin. Diese positiven Ladungen interagieren elektrostatisch mit den negativen Ladungen der DNA-Moleküle und begünstigen deren Vereinigung mit dem Proteinkern..
Jedes Oktamer von Histonen wickelt sich um 146 Basenpaare und bildet ein sogenanntes Nukleosom. Chromatin besteht aus aufeinanderfolgenden Nukleosomen, die durch ein kurzes Stück DNA und ein Histonbrücken- oder Verbindungsprotein namens H1 miteinander verbunden sind. Diese Konfiguration verringert die Länge der DNA etwa siebenmal im Vergleich zur ursprünglichen Länge..
Histonproteine haben auch Aminosäureschwänze, die aus den Nukleosomen herausragen und kovalente Modifikationen erfahren können, die den Verdichtungsgrad von Chromatin verändern können (die Verdichtung wird auch durch kovalente Modifikationen der DNA beeinflusst, wie z. B. die Cytokinmethylierung, die die Verdichtung begünstigt)..
Abhängig von der Lebensdauer jeder Zelle kann sich der aus Nukleosomen bestehende Strang weiter verdichten und eine Faserstruktur bilden, die als "30-nm-Faser" bekannt ist und die Länge des DNA-Moleküls um das Siebenfache verkürzt..
Diese 30-nm-Faser kann im Kern in Form von Radialschleifen organisiert werden. Diese Schleifen zeichnen sich durch transkriptionell aktive Gene aus und entsprechen Euchromatin.
Euchromatin und Heterochromatin sind die beiden Arten der Chromatinorganisation. Heterochromatin ist der kompakteste oder "geschlossenste" Teil eines Chromosoms; gekennzeichnet durch biochemische Markierungen von Hypoacetylierung und Hypermethylierung (bei höheren Eukaryoten die Methylierung von Rest 9 von Histon H3).
Transkriptionsstille genomische Regionen, Regionen repetitiver Sequenzen und "Reste" Regionen eindringender transponierbarer Elemente und Retrotransposons sind mit Heterochromatin assoziiert, um nur einige zu nennen..
Heterochromatin setzt die telomeren und zentromeren Regionen der Chromosomen zusammen, die für den Schutz der Enden dieser Strukturen und für ihre korrekte Trennung während Zellteilungsereignissen funktionell wichtig sind..
Zusätzlich kann abhängig von den Transkriptionsbedürfnissen einer Zelle ein Teil des Chromatins zu einem Zeitpunkt heterochromatisiert werden und diese Verdichtung zu einem anderen Zeitpunkt freisetzen..
Euchromatin hingegen ist durch Hyperacetylierung und Hypomethylierung gekennzeichnet, insbesondere durch die Acetylgruppen-Tags am Lysin-4-Rest der Histone H3 und H4.
Es entspricht den "lockereren" Regionen des Chromatins und stellt gewöhnlich die transkriptionell aktivsten Teile dar, dh wo die größte Anzahl von kodierenden Genen gruppiert ist..
Euchromatin ist im Zellkern sehr häufig, wenn sich die Zellen nicht teilen, dh wenn die Chromosomen weder kondensiert sind noch ihre charakteristische Form zeigen..
Da dieser Teil des Chromatins derjenige ist, der die meisten transkriptionell aktiven Gene enthält, hat Euchromatin wichtige Funktionen in der Entwicklung sowie im Stoffwechsel, in der Physiologie und in der Regulation lebenswichtiger biologischer Prozesse, die den Zellen innewohnen..
Weil „aktive“ Gene für alle Proteine und Enzyme kodieren, die zur Durchführung aller Stoffwechsel- und physiologischen Prozesse einer Zelle erforderlich sind.
Diejenigen Gene, die keine Proteine codieren, aber auch unter dem Gesichtspunkt der Transkription aktiv sind, haben normalerweise regulatorische Funktionen, dh sie codieren für kleine RNA-Moleküle, für Transkriptionsfaktoren, ribosomale RNAs usw..
Daher hängt die Regulation von Transkriptionsprozessen auch von den in Euchromatin enthaltenen Informationen sowie von der Regulation von Prozessen im Zusammenhang mit Zellteilung und Wachstum ab..
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