What is Chromatin?

0:00 Genom manusia mengandung lebih dari 3 miliar pasangan basa informasi genetik. Jika dibentangkan dari ujung ke ujung, panjangnya akan sekitar 6 kaki. Tetapi setiap sel manusia yang menyimpan semua informasi ini berukuran sekitar 0,0002 inci, sekitar 360 ribu kali lebih kecil dari panjang semua informasi genetik kita yang disusun berdampingan. Jadi bagaimana mungkin kita mampu memasukkan sejumlah besar informasi ke dalam sel yang sangat kecil? Seperti biasa, alam punya solusi cerdas. Alih-alih semua DNA tersebut dimasukkan ke dalam sel sebagai untaian panjang dan berliku-liku yang tidak menyisakan ruang untuk hal lain dan akan sulit diurai saat informasi dibutuhkan, informasi tersebut digulung di sekitar serangkaian protein menjadi

0:48 struktur padat yang sangat terorganisir yang disebut kromatin. Seperti yang akan Anda lihat, prosesnya mirip dengan proses mengubah wol menjadi sweter rajutan, di mana setiap bagian memberikan struktur dan pengaturan pada bagian berikutnya. Mari kita telusuri konsep ini lebih jauh. Pertama, segmen kecil heliks ganda DNA dililitkan di sekitar kumpulan protein yang disebut histon, yang membentuk struktur yang disebut nukleosom. Nukleusom kemudian melipat satu di atas yang lain menjadi serat kromatin tunggal. Dari sini, serat kromatin digulung dan dijalin lebih lanjut menjadi kromosom, yang mengatur informasi genetik kita dalam bentuk gen, unit DNA yang memberikan instruksi untuk membuat protein. Setiap sel manusia memiliki 23

1:35 pasang kromosom, atau total 46, yang mengandung sekitar 20.000 hingga 25.000 gen, yang semuanya berada di dalam inti sel. Dari sini, semua informasi yang dikemas rapi bertanggung jawab untuk memastikan setiap sel, dan pada gilirannya seluruh tubuh kita, berfungsi dengan baik. Ternyata trik pengemasan ini tidak hanya menghemat ruang di dalam sel, tetapi juga memastikan DNA mampu melakukan tugasnya dengan baik. Bayangkan seperti karet gelang yang digulung; ketika dipadatkan bersama-sama, tidak ada untaian individu yang dapat diakses, tetapi Anda dapat menarik bagian tertentu dari pita kumparan sesuai kebutuhan. Demikian pula, ketika DNA terlilit erat di sekitar histon, yang juga disebut heterokromatin,

2:21 DNA tidak dapat diakses oleh protein yang dibutuhkan untuk membaca DNA, sehingga gen tersebut tetap mati. Namun, sebagai respons terhadap perubahan lingkungan, histon diubah melalui berbagai proses molekuler yang memicu DNA untuk terurai ke keadaan yang lebih rileks , yang dikenal sebagai eukromatin. Eukromatin dapat diakses oleh protein pembaca DNA, sehingga mengaktifkan gen yang diperlukan. Perubahan dinamis dalam kepadatan kromatin ini, suatu proses yang disebut perombakan kromatin, penting untuk proses pembelahan sel—ketika sel menyalin semua materi genetiknya dan kemudian memisahkan dan mengemasnya kembali ke dalam sel anak yang baru terbentuk. Pada sel yang tidak membelah, perombakan kromatin memungkinkan kontrol yang lebih ketat atas kapan dan di mana

3:08 gen tertentu diaktifkan, yang memastikan organisme kompleks, seperti manusia, berjalan seperti mesin yang diminyaki dengan baik. Selain memastikan DNA yang tepat dapat diakses pada waktu yang tepat, struktur pengemasan ini juga mencegah DNA menjadi kusut, yang mengurangi kerusakan DNA. Struktur kromatin adalah salah satu dari banyak solusi cerdik biologi untuk tantangan matematika dan sekaligus memecahkan berbagai kerumitan seluler. Pertama-tama, ia memastikan sejumlah besar informasi genetik dapat masuk ke dalam setiap sel. Nomor dua, memungkinkan organisme kompleks untuk mendiversifikasi fungsinya. Dan nomor tiga, membantu mencegah kerusakan DNA. Namun, semakin tinggi tingkat kerumitan biologis,

3:55 semakin besar pula peluang terjadinya kesalahan. Para peneliti menemukan bahwa mutasi genetik yang memengaruhi struktur kromatin umum terjadi pada banyak jenis penyakit, terutama kanker. Sementara para ilmuwan masih mencoba mengungkap peran pasti mutasi ini dalam penyakit, upaya untuk mengembangkan obat yang menargetkan mesin kromatin telah menunjukkan hasil yang menjanjikan dalam studi klinis awal, yang mengungkap potensinya untuk menyediakan jenis obat baru untuk masalah kesehatan yang menantang.