O DNA dentro de uma célula é organizado de modo que se encaixe bem dentro do tamanho pequeno de uma célula. Sua organização também facilita a fácil separação dos cromossomos corretos durante a divisão celular. O grau em que o DNA está bem envolvido também pode afetar quais genes são ativados ou desativados, afetando a capacidade de certas proteínas se ligarem ao DNA.

Estrutura do DNA

DNA é um grande complexo, composto de vários blocos de construção, conhecidos como nucleotídeos. Esses nucleotídeos se unem para formar filamentos de DNA. Estas cadeias podem emparelhar, com base em sequências complementares dos nucleótidos. O emparelhamento desses fios forma o que é conhecido como estrutura de dupla hélice. A dupla hélice do DNA é então envolvida em torno de certas proteínas conhecidas como histonas. Isso permite que o DNA seja mais bem envolvido e, portanto, ocupe menos espaço dentro da célula. O DNA pode se condensar ainda mais pelas histonas que se aproximam umas das outras. Esse enrolamento ainda mais apertado do DNA causa a formação de cromossomos bem compactados ou condensados.

Condensação Cromossômica

Ao longo da maior parte da vida de uma célula, o DNA só é frouxamente enrolado em volta do DNA. histonas e não está na forma cromossômica condensada. O envolvimento mais apertado, ou condensação, dos cromossomos ocorre apenas durante a mitose, o processo de divisão celular. Durante a mitose, os cromossomos se condensam de forma que cada cromossomo é uma unidade distinta. Antes da mitose, a célula copia seu DNA para que ele contenha duas cópias de cada cromossomo. Os cromossomos se alinham no meio da célula durante a mitose, com os pares de cromossomos próximos uns dos outros. Quando a célula se divide, uma cópia vai para cada uma das células resultantes. Se os cromossomos não se alinharem adequadamente, podem ocorrer anormalidades genéticas graves, que podem levar à morte da célula ou do câncer. Condensar o DNA em cromossomos altamente compactados torna o processo de alinhamento e separação de cromossomos durante a mitose mais eficiente.

Como um gene é expresso

Expressão gênica, ou o processo de um gene sendo ativado, é um processo complexo. Envolve a ligação de certas proteínas, conhecidas como fatores de transcrição, à porção do gene que regula sua expressão. A maioria dos fatores de transcrição promove a expressão de um gene; no entanto, alguns fatores de transcrição impedem que um gene seja expresso, em outras palavras, desativá-lo. Uma vez que um fator de transcrição ativa um gene, uma proteína chamada RNA polimerase se move ao longo do DNA e forma uma sequência complementar de RNA, que então se transforma em proteína.

Efeito na expressão gênica

embrulhado pode afetar a expressão gênica ou quais genes estão ativados. Quando os cromossomos são fortemente condensados, o DNA é enrolado com muita força, dificultando a ligação dos fatores de transcrição ao DNA. Quando o DNA é menos envolvido em torno das histonas, as próprias histonas podem afetar a expressão gênica. Modificações, como a ligação de grupos fosfato, podem ocorrer nas histonas e essas modificações podem fazer com que o DNA se ligue mais ou menos firmemente às histonas. Regiões do DNA que estão apenas vagamente ligadas às histonas são mais acessíveis aos fatores de transcrição e RNA polimerase, tornando esses genes mais fáceis de serem ativados. Quando o DNA é ligado mais firmemente às histonas, no entanto, é mais difícil para fatores de transcrição e RNA polimerase para se ligar ao DNA, tornando mais provável que esses genes serão desligados.