Licenci Mendelovu muzeu a Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity poskytlo Cold Spring Harbor Laboratory
DNA je zabalená do chromozomů
Práce v cytologii na konci 18. století ukázaly, že každý živý organismus má charakteristický soubor chromozomů uložený v jádře každé buňky. Ve stejném období biochemické studie naznačily, že jaderný materiál, který tvoří chromozomy, je složen z DNA a proteinů. Po dobu prvních čtyř desetiletí 20. století mnoho vědců věřilo, že proteiny nesou genetickou informaci a DNA je pouze podpůrným „lešením“.
Opak se ukázal pravdou. Práce Averyho a Hersheyho v letech 1940–1960 prokázala, že DNA je nositelkou genetické informace. Práce z let 1960–1980 následně ukázaly, že každý chromozom je v podstatě jedno velmi dlouhé zabalené a nepřerušované vlákno DNA. U vyšších organismů představují strukturní proteiny (z nichž některé jsou histony) lešení, na kterém je DNA zabudována do kompaktního chromozomu. Vlákno DNA je ovinuto kolem histonových jader, které jsou zase ve smyčkách upevněny do specifických oblastí na chromozomu.
Galerie
Věděli jste, že?
Ačkoliv prokaryota nemají jádro a nesbalují svou DNA do chromatinu, zdá se, že jejich DNA je přesto nějak organizovaná. To naznačuje, že mají proteiny, které se mohou chovat podobně jako histony.
Hmm…
Proč se vyvinul takový systém pro sbalování DNA? Nefungovalo by stejně dobře, kdyby byla DNA složená do paralelních vláken jako v optickém kabelu?
Video
Videa v této kapitole jsou v původním anglickém znění.
 |
Roger KornbergDr. Kornberg je profesorem strukturní biologie na Stanford University School of Medicine. Byl průkopníkem prací o struktuře chromatinu a nyní pracuje na výzkumu regulace genů a její kontroly. |
V roce 1974 vypracoval Roger Kornberg studii popisující význam histonů ve struktuře chromatinu.
Roger Kornberg (1947–)
Roger Kornberg se narodil ve městě Saint Louis amerického státu Missouri. Byl prvním ze tří dětí, které se narodily Arthurovi Kornbergovi a jeho manželce Sylvy. Protože oba jeho rodiče byli uznávanými vědci, nebylo divu, že se u Rogera také vyvinul zájem a nadšení pro vědu. Jak řekl později v jednom rozhovoru: „Věda byla součástí konverzací u večeře i odpolední a víkendovou aktivitou. Oba moji rodiče měli skvělé vědecké myšlení a na příkladech mě naučili, jak přistupovat k otázkám a problémům logicky a nezaujatě. Vědecká argumentace se stala mou druhou přirozeností. Pro mě a mé bratry šlo především o radost z vědy.“
Kornberg vystudoval obor chemie a biochemie, a aniž by o tom přemýšlel, stal se z něj vědec. V roce 1967 absolvoval Harvardskou univerzitu s titulem bakalář a ve studiu pokračoval na Stanfordské univerzitě. Jeho disertační práce pojednávala o chemické povaze fosfolipidů.
V roce 1972 přešel Kornberg na Medical Research Council (MRC) v Cambridge, kde se v postdoktorské práci věnoval rentgenové krystalografií. Zde se začal zajímat o vzory paprsků X, které získal Aaron Klug při pozorování chromatinu. Pomocí těchto a dalších experimentálních dat vypracoval studii popisující význam histonů ve struktuře chromatinu. Své výsledky publikoval v roce 1974.
Zaměstnancem MRC zůstal až do roku 1975, kdy mu bylo nabídnuto místo odborného asistenta na Harvardské univerzitě. V roce 1978 pak odešel na Univerzitu ve Stanfordu, kde je dodnes profesorem strukturní biologie.
Během posledních 35 let publikoval přes 150 často citovaných výzkumných prací v oblastech struktury fosfolipidů a chromatinu, regulace genů nebo kontroly transkripce. Jeho současný výzkum se soustředí na strukturu chromatinu a chromozomů obecně a také na to, jak by mohla být jejich struktura spojena s represí genů. V roce 2006 získal Nobelovu cenu za chemii za své studie molekulární podstaty transkripce u eukaryot.
Jako dítě hrával Kornberg na housle a rád četl. Nicméně přiznává, že jeho zájmy se dnes kromě vědy točí kolem jeho rodiny.
Věděli jste, že?
Rogerův bratr Thomas je také vědcem. Izoloval DNA polymerázu III, která zajišťuje replikaci. Rogerův druhý bratr je architekt a navrhuje výzkumné laboratoře.
Hmmm…
Proč je v každém nukleozomu osm histonů? Nebylo by jednodušší, kdyby zde byl jeden velký protein?
Odkazy a literatura
Mikroskopický pohled na organizaci chromozomuTato webová stránka Gwen Childsové z Texaské univerzity vysvětluje organizaci chromozomů pomocí fotografií z elektronového mikroskopu. Dr. Childsová je programovou ředitelkou studijního programu buněčná biologie a tento rozsáhlý web o buněčné biologii vytvořila pro studenty.
- Alberts, Bruce et al., 1983, Molecular Biology of the Cell, Garland Publishing Inc., New York.
- Darnell, J., Lodish, H., and Baltimore, D., 1986, Molecular Cell Biology, Scientific American Books, Inc., New York.
- Finch, J.T., Lutter, L.C., Rhodes, D., Brown, R.S., Rushton, B., Levitt, M., and Klug, A., 1977, Structure of Nucleosome Core Particles of Chromatin, Nature, 269: 29-36.
- Kornberg, Arthur, 1989, For the Love of Enzymes, Harvard University Press, Cambridge.
- Kornberg, R.D., 1974, Chromatin Structure: A Repeating Unit of Histones and DNA, Science, 184: 868-871.
- Kornberg, R.D., and Klug, A., 1981, The Nucleosome, Scientific American, 244: 52-64.
- Kornberg, R.D., and Lorch, Y., 1999, Twenty-five Years of the Nucleosome, Fundamental Particle of the Eukaryote Chromosomes, Cell, 98: 285-294.
- Lewin, Benjamin, 1990, Genes IV, Oxford University Press, New York.
- Raven, P.H., Johnson, G.B., 1986, Biology, Times Mirror/Mosby College Publishing, St. Louis.
ÚEB, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita |
Mendelovo muzeum, Masarykova univerzita |
Návrat na úvodní stránku webu, přístupnost |
| Servisní středisko pro e-learning na MU
| Fakulta informatiky Masarykovy univerzity, 2013
Centrum interaktivních a multimediálních studijních opor pro inovaci výuky a efektivní učení | CZ.1.07/2.2.00/28.0041
