DNA: n inuti en cell är organiserad så att den passar bra inom cellens lilla storlek. Dess organisation underlättar också den lätta separationen av rätt kromosomer under celldelning. Graden till vilken DNA är tätt insvept kan också påverka vilka gener som slås på eller av, genom att påverka förmågan hos vissa proteiner att binda till DNA.

Struktur av DNA

DNA är ett stort komplex, bestående av flera byggstenar, kända som nukleotider. Dessa nukleotider binder samman för att bilda DNA-strängar. Dessa strängar kan sedan para, baserat på komplementära sekvenser av nukleotiderna. Parningen av dessa strängar bildar det som är känt som en dubbel-helixstruktur. Den dubbla helixen av DNA wraps sedan runt vissa proteiner som kallas histoner. Detta gör det möjligt för DNA att vara mer tätt omslagen och därför ta upp mindre utrymme i cellen. DNA kan kondensera ännu mer genom att histonen kommer i närheten av varandra. Denna ännu hårdare lindning av DNAet orsakar bildandet av tätt omsläppta eller kondenserade kromosomer.

Kromosomkondensation

Under det mesta av livet hos en cell är DNA endast löst omslagen runt histoner och finns inte i den kondenserade kromosomala formen. Den snävare förpackningen eller kondenseringen av kromosomerna uppträder endast under mitos, processen med celldelning. Under mitos kondenserar kromosomerna så att varje kromosom är en distinkt enhet. Före mitos kopierar cellen sitt DNA så att det innehåller två kopior av varje kromosom. Kromosomen inriktas mitt i cellen under mitos, med paren av kromosomer bredvid varandra. När cellen delar upp går en kopia till var och en av de resulterande cellerna. Om kromosomerna inte stämmer ordentligt upp, kan allvarliga genetiska avvikelser inträffa, vilket kan leda till cell- eller cancerdöd. Kondensering av DNA i tätt packade kromosomer gör processen för kromosominriktning och separation under mitos mer effektiv.

Hur ett gen uttrycks

Genuttryck eller processen för en gen som slås på, är en komplex process. Det innebär bindning av vissa proteiner, kända som transkriptionsfaktorer, till den del av genen som reglerar dess uttryck. De flesta transkriptionsfaktorer främjar expression av en gen; vissa transkriptionsfaktorer hindrar emellertid en gen från att uttryckas, med andra ord, stänga av den. När en transkriptionsfaktor blir en gen, rör sig ett protein som heter RNA-polymeras längs DNA: n och bildar en komplementär sekvens av RNA, som då blir protein.

Effekt på genuttryck

Hur DNA är inslaget kan påverka genuttryck eller vilka gener som är påslagna. När kromosomerna är tätt kondenserade, omsluter DNA mycket tätt, vilket gör det svårt för transkriptionsfaktorer att binda till DNA. När DNA: n är mindre tätt omslagen runt histonerna kan histonerna själva påverka genuttrycket. Modifieringar, såsom bindning av fosfatgrupper, kan inträffa på histonerna och dessa modifieringar kan få DNA att binda mer eller mindre tätt mot histonen. Regioner av DNA som bara är löst bundna till histonerna är mer tillgängliga för transkriptionsfaktorer och RNA-polymeras, vilket gör dessa gener lättare att slå på. När DNA: n är bunden tätt mot histonen är det emellertid svårare för transkriptionsfaktorer och RNA-polymeras att binda till DNA, vilket gör det mer troligt att dessa gener kommer att stängas av.