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10.4:

真核生物のゲノムDNA

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Genomic DNA in Eukaryotes

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真核生物においては、二本鎖DNAは 膜結合型核の中で特別に組織化されています、細胞内の限られた領域に収納出来るように。初期段階のる圧縮において、DNAは ヒストンという特定のタンパク質の周りに固く巻き付きます。ヒストンの核およびそれに巻き付いているDNAは、併せてヌクレオソームとして知られ、DNAパッキングの基本的な単位になります。ヌクレオソームはリンカーDNAと結合し、紐上のビーズと似ています。次の段階でのパッキングでは、ヌクレオソームとリンカーDNAがコイル状に巻き付いて、クロマチン繊維を形成します。最後に、追加で他にも繊維状の蛋白質が圧縮します、クロマチンを更に圧縮し、それによって、かなりの長さの DNAが単一体の中にきつく圧縮され、これは、細胞のどの分離段階であるかによって、染色体として認識されています。

10.4:

真核生物のゲノムDNA

真核生物は、原核生物に比べて大きなゲノムを持ちます。大きなゲノムを細胞内に収めるため、DNAは核の中で非常にしっかりとまとめられています。そのために、DNAはヒストンと呼ばれるタンパク質にしっかりと巻き付けられることでヌクレオソームとしてまとめられ、リンカーDNAによって結合されて巻き取られることでクロマチン繊維となります。さらに繊維状のタンパク質がクロマチンを圧縮されると、細胞分裂のある段階で認識可能な染色体となります。

1メートル単位で見るヒトゲノム</h4

人体のほとんどの細胞には、約60億塩基対のDNAが23対の染色体にまとめられています。この数字がどれだけのDNAを表しているのかを正確に想像するのは難しく、したがって、細胞に収まるためにDNAがどれだけ密に詰まっているのかを把握するのも困難です。しかし、ゲノムを長さで表すことで、ある程度の理解を得られます。二倍体細胞1個のDNAを直線状に並べると、約2メートルの長さになります

なお、人間のゲノムが異常に大きいわけではないです。多くの魚類、両生類、顕花植物は、人間よりもはるかに大きなゲノムをもっています。例えば、日本の顕花植物であるParis japonicaの半数体ゲノムは、ヒトの半数体ゲノムの約50倍のDNAをもちます。これらの数字は、ヒストンをはじめとするクロマチン再構築タンパク質が、DNAをパッケージするために、驚くべき働きをしていることを物語っています

Suggested Reading

Li, Guohong, and Danny Reinberg. “Chromatin Higher-Order Structures and Gene Regulation.” Current Opinion in Genetics & Development 21, no. 2 (April 2011): 175–86. [Source]