Prokaryoten sind primitive Zellen ohne Histone.
Histone sind alkalische Proteine, die mit eukaryotischer DNA assoziiert sind. Sie sind für die Genomverpackung verantwortlich, da eukaryotische DNA sehr groß ist.
Prokaryontisches chromosomales DNA ist sehr klein und wird durch einen anderen Satz von Proteinen, die NAPs genannt werden, assoziiert und miteinander verbunden.
Wenn also die Frage gestellt wird „Haben Prokaryonten Histone?“ die Antwort wäre einfach ein Nein. Histone sind ein einzigartiges Merkmal des eukaryotischen chromosomalen Organisationssystems.
Warum haben Prokaryonten keine Histone?
Prokaryoten haben keine echten Chromosomen, also keine Histone.
Histone werden technisch verwendet, um große Chromosomen in eine handlichere Größe zu verpacken. Prokaryotische DNA ist klein und besteht nur aus einem einzigen Chromosom.
Nur bei einigen Prokaryoten wie denen in Archae, die als Brücke zwischen Prokaryoten und Eukaryoten dienen, wurden Histonproteine gefunden. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass sie im Vergleich zu den niederen Prokaryonten ein komplexeres Chromosomensystem haben.
Nicht-chromosomale DNA wie die in Plasmide sind nur zirkuläre DNA-Fragmente und bedürfen keiner besonderen Organisation.
Was haben Prokaryonten statt Histone?
Prokaryoten haben andere Proteine oder NAPs zum Zweck der chromosomalen Organisation.
NAPs oder Nukleoid-assoziierte Proteine sind eine Reihe von Polypeptiden, die eine winzige Molekülmasse haben. Sie binden die im Nukleoid vorhandene prokaryontische DNA und verändern deren Form, Struktur und Fähigkeiten.
Mit Fähigkeiten bedeutet es, die Geschwindigkeit zu ändern, mit der Transkription und Translation in der nukleoiden DNA erfolgen. Einige NAPs können auch an RNA binden und das Genexpressionsprofil der Zelle auf posttranskriptioneller Ebene verändern.
Nukleoid-assoziierte Proteine (NAPs) spielen sowohl bei der Nukleoidarchitektur als auch bei der Genexpressionsregulation eine Rolle, und es wird deutlich, dass NAPs und Transkription zusammenarbeiten, um die bakterielle Genomstruktur bereitzustellen.
Haben prokaryontische Chromosomen Histone?
Unter den Prokaryoten besitzen nur Archaeen Histone.
Prokaryoten haben kein typisches Chromosom Struktur, die in einem membranumschlossenen Kern eingeschlossen ist. Sie besitzen sozusagen technisch gesehen auch kein echtes Chromosom.
Dies unterstützt auch das Fehlen von Histonen, die die packen chromosomale DNA in einem Eukaryoten Kern. Da prokaryotische DNA im Vergleich sehr klein und nicht so komplex in der Struktur ist eukaryotisch DNA.
Bild: Wikipedia
Stattdessen prokaryotische Chromosomen sind mit einem anderen Satz von Proteinen verbunden, die als Nuceloid-Assoziierte Proteine bezeichnet werden oder einfach als NAPs bezeichnet werden. NAPs sind wichtig für die Bakterien chromosomal Organisation, Replikation, Trennung, Reparatur und Ausdruck.
Haben Eukaryoten Histone?
Histonproteine sind von Natur aus verwandt mit den eukaryotisch chromosomal Organisation.
Die DNA in Eukaryoten kann bis zu drei Meter lang sein. Es ist also eine Art Anker erforderlich, um diese lange Kette zu verdichten und in die einzupassen Kern der Zelle die einen maximalen Durchmesser von 6 Mikrometern hat.
Die lange DNA-Kette wird also aufgewickelt und dann supergewickelt, um sie zu Chromosomen zu kondensieren, die erneut verschränkt werden, damit alles in die Chromosomen passt Zellkern. Jede menschliche Zelle enthält 23 Chromosomenpaare (44 Autosomen und 2 Allosomen), die alle in diesen winzigen 6-Mikrometer-Kern passen müssen
Dies erfordert ein sehr effizientes Organisationssystem, das auch die chemische Natur der DNA-Moleküle berücksichtigen muss. Daher sind Histonproteine in ihrer Zusammensetzung basisch.
Haben alle Eukaryoten Histone?
Die histonbasierte Chromatinorganisation in Eukaryoten ist ein Standard in der Natur.
Die DNA-Größe von Eukaryoten ist sehr lang und im Gegensatz zu Prokaryoten, können sie mehrere Chromosomenpaare enthalten. Die Chromosomen müssen effizient verdichtet werden, damit sie in den winzigen Zellkern passen.
Die DNA bindet sich also an die DNA, die dann um sie herum verschmutzt. Das Hauptanliegen ist, dass sich die Chromosomen währenddessen wieder entrollen und kondensieren müssen Mitose und Meiose und Rückstoß und Entwirrung einer Zelle die Teilung ist vorbei.
Bild: Wikipedia
Prokaryoten haben Nukleoid-assoziierte Proteine oder NAPs anstelle von Histonen, die ähnlich funktionieren. Das ist weil prokaryotische DNA ist sehr klein und kann insgesamt nur ein einziges Chromosom ausmachen.
Warum haben Eukaryoten Histone?
Histone sind die Chromosomenorganisatoren, die Eukaryoten innewohnen.
Histone sind einfache Polypeptide, die chemisch basisch sind, sodass sich saure DNA um sie wickeln kann und nicht frei wird. Man kann sagen, dass sie als Spulen für das Aufwickeln der DNA dienen.
Die eukaryotische DNA kann sehr lang sein, bis zu drei Meter lang. Diese muss in die passen Zellkern die nur so groß wie 6 Mikrometer ist, auch bei Säugetieren. Niedere Eukaryoten haben sogar kleinere Kerngrößen, aber die Genomgröße variiert nicht zu stark.
Trotzdem muss diese DNA alle in den Kern passen. Die Histone ermöglichen es den langen DNA-Fäden, sich um sie zu winden und sich zu superspiralen, um eine engere Struktur zu bilden. Dies ist jedoch nicht dauerhaft.
Die Natur von Histon ermöglicht es der DNA, sich vom Chromatin abzuwickeln und zu kondensieren Chromosomenform während der Zelle Aufteilung. Nach Abschluss der Zellteilung ist die Chromatin kann sich wieder entrollen und in seine fadenförmige Chromatinform zurückkehren.
Diese Freiheit wird der eukaryontischen chromosomalen DNA nur aufgrund der Anwesenheit von Histonproteinen geboten.
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