Protein loại histon là gì

ADN là yếu tố di truyền giúp con người duy trì nòi giống qua hàng triệu năm. Bài viết hôm nay sẽ giúp bạn hiểu hơn về sự liên kết giữa ADN và protein, đồng thời trả lời cho câu hỏi “Phân tử ADN liên kết với protein mà chủ yếu là histon đã tạo nên cấu trúc đặc hiệu gọi là gì?” Hãy tham khảo bài viết để tìm câu trả lời nhé!

Nhiễm sắc thể là cấu trúc quy định sự hình thành protein chứa bộ gen chính của một sinh vật. Nhiễm sắc thể có vai trò trong di truyền tồn tại ở cả sinh vật nhân thực và sinh vật nhân sơ.

Vật chất di truyền – nhiễm sắc thể

Thông qua nhiễm sắc thể, các nhà khoa học có thể hiểu về các quá trình di truyền, các rối loạn di truyền, sự phát triển của cá thể và quá trình phát sinh chủng loại. 

Ở mỗi loài sinh vật khác nhau, nhiễm sắc thể có cấu trúc khác nhau như:

  • Đối với virus thì không có nhiễm sắc thể, mà vật chất di truyền của chúng chỉ là phân tử ADN hoặc ARN.
  • Ở sinh vật nhân sơ (như là vi khuẩn) thì nhiễm sắc thể chỉ là một phân tử ADN trần dạng vòng được gọi là ADN-NST (ADN-nhiễm sắc thể) để phân biệt với các plasmit cũng là ADN vòng. Đối với sinh vật có nhân, nhiễm sắc thể có cấu trúc phức tạp.
  • Ở sinh vật nhân thực, nhiễm sắc thể có nhiều dạng rất khác nhau và có cấu trúc rất phức tạp, nhưng về cơ bản có những đặc trưng chung. 

Ở tế bào thực vật, động vật sau khi nhân đôi mỗi nhiễm sắc thể thì có 2 cromatit. Mỗi crômatit có một sợi phân tử ADN mà một nửa là nguyên liệu gốc, một nửa nguyên liệu mới lấy từ môi trường tế bào. Các crômatit này đóng xoắn tới giá trị cực đại nên cùng có hình dạng và kích thước đặc trưng. Mỗi nhiễm sắc thể có 2 crômatit dính nhau ở tâm động tại eo thứ nhất. 

Một số nhiễm sắc thể còn có eo thứ 2, eo tổng hợp ARN. Các ARN bắt đầu quá trình tạo nên nhân con. Lúc bước vào phân bào, nhiễm sắc thể ngừng hoạt động và nhân con biến mất. Khi phân bào kết thúc nhiễm sắc thể lại hoạt động và nhân con cũng tái hiện.

Nhiễm sắc thể của các loài có hình dạng khác nhau: hình hạt, hình V, hình que và hình móc. 

Nhiễm sắc thể được cấu tạo từ chất nhiễm sắc bao gồm ADN và protein (chủ yếu là loại Histôn). Phân tử ADN liên kết với khối cầu protein tạo nên nuclêôxôm là đơn vị cấu trúc cơ bản theo chiều dọc của nhiễm sắc thể. 

Mỗi nuclêôxôm gồm 8 phân tử prôtêin histôn tạo nên khối cầu dẹt được gói bọc bởi 7/4 vòng xoắn ADN có khoảng 146 cặp nuclêôtit. Các nuclêôxôm nối với nhau bằng các đoạn ADN và một prôtêin histôn. Mỗi đoạn ADN có khoảng 15-100 cặp nuclêôtit. Sợi nhiễm sắc cơ bản có chiều ngang 11nm là sự tổ hợp giữa ADN và prôtêin histôn. Sau đó, cuốn xoắn thứ cấp thành sợi nhiễm sắc có chiều ngang 30nm. 

Cấu trúc của nhiễm sắc thể

Sợi nhiễm sắc tiếp tục đóng xoắn thành sợi siêu xoắn có chiều ngang 300nm. Sợi siêu xoắn tiếp tục đóng xoắn thành crômatit có chiều có chiều ngang 700nm. Nhờ vào cấu trúc xoắn cuộn như thế nên nhiễm sắc thể có chiều dài ngắn lại khoảng 15000 đến 20000 lần so với chiều dài phân tử ADN. 

Bộ nhiễm sắc thể được biết là số lượng nhiễm sắc thể có trong 1 tế bào của 1 loài. Mỗi loài sinh vật khác nhau sẽ có số bộ nhiễm sắc thể khác nhau, và hình dạng khác nhau. Bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội có chứa các cặp nhiễm sắc thể tương đồng. 

Bộ nhiễm sắc thể

Bộ nhiễm sắc thể đơn bội là bộ nhiễm sắc thể chỉ chứa một nhiễm sắc thể của mỗi cặp tương đồng. Trình độ tiến hóa của loài không bị ảnh hưởng bởi số lượng nhiễm sắc thể. 

Với những kiến thức ở trên, Chăm Học tin chắc rằng các bạn đã tìm ra câu trả lời cho câu hỏi “Phân tử ADN liên kết với protein mà chủ yếu là histon đã tạo nên cấu trúc đặc hiệu gọi là gì?”. Câu trả lời chính xác cho câu hỏi này là nhiễm sắc thể. 

Hy vọng với những chia sẻ như trên, các bạn đã có thêm kiến thức về nhiễm sắc thể cũng như trả lời được những câu hỏi trắc nghiệm sinh học hay như câu “Phân tử ADN liên kết với protein mà chủ yếu là histon đã tạo nên cấu trúc đặc hiệu gọi là gì?” Chúc các bạn gặt hái được nhiều kiến thức về sinh học và thành công trong sự nghiệp học hành của mình. 

Admin 01/09/2021 Hỏi Đáp 0 Comments

DNA trong mỗi người chúng ta dài gấp hơn 600 lần khoảng cách từ Trái Đất tới mặt trời. Làm cách nào mà lượng DNA khổng lồ đó có thể gói gọi lại thành các nhiễm sắc thể và chứa trong một nhân tế bào tí hon?Hệ gene đơn bội của người chứa khoảng 3 tỷ cặp base và được gói thành 23 nhiễm sắc thể. Hầu hết tế bào trong cơ thể (trừ các tế bào giao tử đực và cái) là nhị bội, chứa 23 cặp nhiễm sắc thể. Điều đó có nghĩa mỗi tế bào chứa 6 tỷ cặp base DNA. Vì mỗi cặp base dài khoảng 0,34 nanometer (một nanometer bằng 1 phần tỷ mét), nên mỗi tế bào nhị bội chứa: (0.34 x 10-9) x (6 x 109) = 2 mét. Hơn nữa, người ta ước tính rằng cơ thể người chứa khoảng 50 nghìn tỷ tế bào, có nghĩa là mỗi người có 100 nghìn tỷ mét DNA. Khoảng cách từ mặt trời tới Trái Đất là 150 tỷ mét; có nghĩa rằng mỗi người chúng ta có lượng DNA dài hơn 600 lần khoảng cách từ Trái Đất tới mặt trời. Sao lại có thể như thế được?DNA, Histone, và Chromatin (sợi nhiễm sắc)Câu trả lời nằm ở chỗ sợi DNA được một số protein gói gọn lại. Các protein này được gọi là các histone, và phức hợp DNA-histone được gọi là chromatin (sợi nhiễm sắc). Điều này cũng giống như khi ta quấn một sợi len rất dài quanh một lõi để tạo thành một cuộn len nhỏ gọn vậy.

Bạn đang xem: Histon là gì

Histone là một họ gồm các protein nhỏ, tích điện dương có tên H1, H2A, H2B, H3 và H4. DNA tích điện âm do các gốc phosphate trong khung đường-phosphate nên histone có thể liên kết rất chặt với DNA.

DNA nhiễm sắc thể được gói gọn trong nhân nhờ sự hỗ trợ của các histone. Histone là các protein tích điện dương liên kết chặt với DNA tích điện âm và tạo thành các phức hợp gọi là nucleosome. Mỗi nucleosome gồm sợi DNA quấn 1,65 vòng quanh 8 protein histone. Các nucleosome quấn lại thành sợi nhiễm sắc dày 30-nm, sợi này lại tạo thành các đoạn lặp dài trung bình khoảng 300-nm. Sợi 300-nm này được nén và gấp lại thành sợi dày khoảng 250-nm. Cuối cùng, sợi này cuộn xoắn chặt lại thành nhiễm sắc tử trong nhiễm sắc thể.
Nucleosome: Đơn vị cấu trúc của chất nhiễm sắcĐơn vị cấu trúc cơ bản của chất nhiễm sắc là nucleosome, tạo thành từ 8 protein histone và khoảng 146 cặp base DNA. Dưới kính hiển vi điện tử, các nucleosome trông giống như các hạt trong một chuỗi hạt.

Xem thêm: Con Tôm Tiếng Anh Là Gì - Câu Tôm Trong Tiếng Anh Là Gì


Ngày nay, các nhà khoa học biết được rằng cấu trúc của một nucleosome là như sau: 2 protein của mỗi loại histone (H2A, H2B, H3 và H4) kết hợp với nhau tạo thành bộ tám (octamer) histone, bộ tám này liên kết và quấn khoảng 1,65 vòng DNA, hay khoảng 146 cặp base. Protein histone H1 được bổ sung thêm và quấn thêm 20 cặp base nữa, tạo thành hai vòng quấn hoàn chỉnh quanh bộ tám, và tạo thành một cấu trúc gọi là chromatosome. Như vậy quanh bộ tám histone có khoảng 166 cặp base, không dài lắm, vì mỗi nhiễm sắc thể chứa tới hơn 100 triệu cặp base. Do đó, mỗi nhiễm sắc thể chứa hàng trăm ngàn nucleosome, và các nucleosome này được gắn với nhau bởi các đoạn DNA tự do nằm giữa chúng (dài khoảng 20 cặp base). Các DNA nằm giữa các nucleosome này được gọi là DNA liên kết (linker DNA).Dưới đây là hình ảnh tinh thể cấu trúc của một nucleosome. Khung phosphodiester của DNA chuỗi xoắn kép có màu nâu và xanh ngọc lam, các protein histone có màu xanh dương (H3), xanh lá cây (H4), vàng (H2A), và đỏ (H2B). Lưu ý rằng chỉ có các tế bào nhân chuẩn eukaryote mới có nucleosome, các tế bào prokaryote không có.

Hình 3. Cấu trúc của một nucleosome.
Sợi nhiễm sắc được cuộn lại thành các cấu trúc bậc cao hơn
Việc gói gọn DNA thành các nucleosome rút ngắn chiều dài sợi DNA khoảng 7 lần. Nói cách khác, đoạn DNA dài 1 mét trở thành sợi nhiễm sắc dạng chuỗi hạt dài khoảng 14 cm. Dù vậy, sợi nhiễm sắc vẫn còn quá dài để có thể chứa trong nhân, vốn chỉ có đường kính khoảng 10 đến 20 micro mét. Do đó chromatin còn được cuộn lại thành các sợi ngắn hơn, dày hơn gọi là sợi 30-nm do sợi này có đường kính khoảng 30-nm (Hình 4).


Các quá trình như phiên mã và tái bản yêu cầu rằng hai sợi DNA phải tạm thời tách rời nhau, cho phép các polymerase tiếp cận sợi DNA khuôn. Tuy nhiên, các nucleosome và sự cuộn gấp sợi nhiễm sắc thành các sợi 30-nm lại là hàng rào cho các enzyme này. Do đó, tế bào phải có các cơ chế để giãn (giảm cuộn xoắn) sợi nhiễm sắc thể và/hoặc tạm thời loại bỏ các histone để cho phép sự phiên mã và tái bản xảy ra. Nói chung, có hai cơ chế chính khiến sợi nhiễm sắc trở nên dễ tiếp cận hơn:- Các histone có thể được bổ sung thêm các gốc acetyl, methyl, hoặc phosphate.- Các histone có thể được dịch chuyển bởi phức hợp tái cấu trúc sợi nhiễm sắc (chromatin remodeling complex), qua đó các polymerase và các enzyme khác có thể tiếp cận được với trình tự DNA bao quanh.Các biến đổi này là thuận nghịch nên sợi nhiễm sắc có thể quay trở lại trạng thái nén gọn trước đó sau khi thực hiện xong phiên mã và/hoặc tái bản.Nhiễm sắc thể được gói gọn nhất trong trung kỳ (metaphase)
So sánh chiều dài của nhiễm sắc thể trong trung kỳ với DNA không cuộn nén thì tỷ số nén của DNA trong nhiễm sắc thể giai đoạn trung kỳ là khoảng 10.000 : 1 (tùy vào nhiễm sắc thể). Điều này tương tự như cuộn một đoạn dây dài bằng cả sân bóng đá thành một khối ngắn hơn một cm. Mức độ nén này đạt được là nhờ việc cuộn, gấp các sợi nhiễm sắc liên tục thành các vòng lặp và xoắn (Hình 1). Cơ chế chính xác của điều này vẫn chưa được rõ, nhưng phosphorylation của histone H1 có thể đóng vai trò nào đó.Lược dịch từ://www.nature.com/scitable/topicpage/dna-packaging-nucleosomes-and-chromatin-310

Video liên quan

Chủ đề