Kromatin, juga disebut heterokromatin, adalah DNA dalam inti sel yang telah terpadatkan dan kadang-kadang dimodifikasi menjadi keadaan yang relatif tidak aktif. Mayoritas DNA manusia yang ada umumnya dalam keadaan terpadatkan ini pada waktu tertentu, yang memungkinkan untuk tetap dalam batas-batas nukleus.
Pemadatan DNA bukan peristiwa acak, dan mekanisme khusus dalam sel dengan seksama mengatur pemadatan dan relaksasi asam nukleat, tergantung pada gen yang diperlukan untuk fungsi sel pada waktu tertentu. Mekanisme ini menangani tindakan termasuk unwinding DNA, identifikasi situs gen, dan perbaikan DNA, dan masing-masing melibatkan protein dan enzim sendiri.
Genom manusia mengandung lebih dari 3 miliar pasang basa atau nukleotida. Nukleotida ini, yang disusun dalam urutan linier di sepanjang DNA (asam deoksiribonukleat), mengkodekan setiap protein dan sifat genetik dalam tubuh manusia. Informasi ini terkandung dalam sekitar 20.000 gen yang, mengejutkan, mewakili hanya sebagian kecil (sekitar 1,5%) dari DNA keseluruhan. Sisanya terdiri dari urutan non-coding. Integritas urutan genetik sangat penting untuk fungsi sel normal dan ini menjadi sorotan ketika anomali genetik tidak terdeteksi oleh mekanisme perbaikan genetik intrinsik dan menimbulkan protein disfungsional dan berbagai keadaan penyakit.
Oleh karena itu Serangkaian proses harus berlangsung yang memungkinkan sel untuk mengemas DNA dalam batas-batas inti sambil mempertahankan kemampuannya untuk menuliskan dan menduplikasi seluruh urutan DNA dan mempertahankan integritas. Hal ini dicapai melalui proses yang rumit pemadatan DNA dengan melihat DNA dikemas ke dalam 46 kromosom (atau 23 pasang kromosom) pada manusia. Jumlah kromosom bervariasi dari spesies ke spesies; misalnya, ada 40 kromosom (20 pasang) pada tikus, dan 10 kromosom (5 pasang) pada tanaman Arabidopsis thaliana.
Pembentukan kromatin umumnya terjadi dengan proses yang disebut metilasi, di mana kelompok atom yang disebut kelompok metil ditambahkan ke DNA. Ini bukan satu-satunya modifikasi DNA yang dapat memacu pembentukan kromatin, tapi ini adalah salah satu yang paling umum. Pemadatan DNA tidak terjadi karena metilasi saja, karena protein dan molekul lain akan terlibat, tetapi metilasi sering menjadi langkah pertama. Proses pembentukan kromatin terkadang dapat menjadi begitu luas bahwa seluruh kromosom yang pada dasarnya tidak aktif.
Fungsi Kromatin
Fungsi kromatin adalah mengemas DNA secara efisien menjadi volume kecil agar sesuai dengan inti sel dan melindungi struktur dan urutan DNA. Pengemasan DNA ke dalam kromatin memungkinkan untuk mitosis dan meiosis, mencegah kerusakan kromosom dan mengontrol ekspresi gen dan replikasi DNA. Cari tahu lebih lanjut tentang struktur kromatin dan metode yang digunakan untuk menyelidiki aksesibilitas dan interaksi kromatin. Kromatin terdiri dari histon dan DNA: 147 pasangan basa DNA membungkus sekitar 8 inti histon untuk membentuk unit kromatin dasar, nukleosom.
Struktur kromatin
Genom dikemas secara efisien ke dalam nukleus. DNA melilit histone untuk membentuk nukleosom, terdiri dari 147 pasangan basa DNA dan protein inti delapan inti. Nukleosom dirangkai seperti manik-manik pada tali dan dikemas ke dalam arsitektur kromatin tingkat tinggi (Gambar 1).
DNA yang terikat erat pada nukleosom atau dipadatkan menjadi heterokromatin tingkat tinggi tidak dapat diakses, mencegah pengikatan faktor transkripsi, mesin transkripsi, dan protein pengikat DNA lainnya, yang mengakibatkan pembungkaman gen.
Sementara itu “linker” DNA dan arsitektur eukromatin terbuka dapat diakses untuk mengikat, memungkinkan untuk transkripsi gen aktif.
Kromatin secara aktif dan dinamis dirancang ulang untuk mengubah ekspresi gen dan pemrograman seluler, misalnya, selama tahap perkembangan yang berbeda atau sebagai respons terhadap rangsangan tertentu. Daerah genom yang besar dapat dibungkam atau diaktifkan, atau nukleosom dapat diurai untuk mengakses gen dan urutan DNA tertentu.
Meneliti struktur kromatin dan posisi nukleosom mengungkapkan program dan mekanisme epigenetik yang terlibat dalam proses seluler dan keadaan penyakit tertentu.
DNA yang terikat erat pada nukleosom atau dipadatkan menjadi heterokromatin tingkat tinggi tidak dapat diakses, mencegah pengikatan faktor transkripsi, mesin transkripsi, dan protein pengikat DNA lainnya, yang mengakibatkan pembungkaman gen. Sementara itu “linker” DNA dan arsitektur eukromatin terbuka dapat diakses untuk mengikat, memungkinkan untuk transkripsi gen aktif.
Kromatin secara aktif dan dinamis dirancang ulang untuk mengubah ekspresi gen dan pemrograman seluler, misalnya, selama tahap perkembangan yang berbeda atau sebagai respons terhadap rangsangan tertentu. Daerah genom yang besar dapat dibungkam atau diaktifkan, atau nukleosom dapat diurai untuk mengakses gen dan urutan DNA tertentu.
Meneliti struktur kromatin dan posisi nukleosom mengungkapkan program dan mekanisme epigenetik yang terlibat dalam proses seluler dan keadaan penyakit tertentu.
