Съдържание
- Предизвикателство за опаковки
- Определение за хроматин
- Хромозомите
- Хроматинова функция: кондензирайте и отпуснете
ДНК, веществото, отговорно за експресирането на генетичния състав на всички живи организми, е дълга тясна молекула, съставена от захарно-фосфатна основа, която поддържа точна последователност от по-малки молекули, наречени нуклеотидни бази. Клетките четат секции от ДНК, наречени гени, за да контролират производството на протеини, които установяват характеристиките на клетката.
Хроматинът и хромозомите са различни форми на един и същ материал, които работят чрез опаковане на ДНК молекули, за да се поберат и работят в малки клетки. Опаковката обаче не е единствената функция на хромозомата и хроматина. Той може също да функционира, за да помогне за регулиране на генната експресия.
Предизвикателство за опаковки
Еукариотичните организми, които включват всички, освен най-простите форми на живот, имат клетки, които съдържат централен заграден регион, наречен ядро. По-голямата част от ДНК на клетката се намира в ядрото, което създава доста опаковане. Ако опънете цялата ДНК в човешка клетка, тя ще се разшири около 3 метра.
Природата е намерила начин да напълни цялата тази ДНК в ядро, което е само 1/100 000 от метър в диаметър. Клетката не само трябва да компресира ядрената ДНК, но и разумно да подрежда ДНК, така че клетката да има достъп до частите, които иска да използва.
Определение за хроматин
Дефинираме хроматина по неговия грим и функция. Хроматинът е комбинация от ДНК, рибонуклеинови киселини и протеини, наречени хистони, които запълват клетъчното ядро. Хистоните се прикрепят към и компресират двойно-спиралните нишки на ДНК. Хроматинът образува структури, подобни на мъниста, наречени нуклеозоми, уплътнявайки ДНК с коефициент шест.
След това низът от мъниста се навива в куха тръбна форма, соленоида, който е 40 пъти по-компактен. Хроматинът може да постигне частично висока компресия, като неутрализира отрицателните електрически заряди, които преобладават в цялата молекула на ДНК и които в противен случай биха устояли на компресията. Един вид хроматин, наречен еухроматин, активно регулира генната активност, докато хетерохроматинът поддържа неактивните участъци на молекулата на ДНК плътно свързани.
Когато ДНК е плътно свързана, гените в този регион не могат да бъдат транскрибирани, тъй като машината за транскрипция (ензими и други молекули) не може физически да стигне до гена. Когато хроматинът е слабо свързан, от друга страна, гените могат по-лесно да бъдат транскрибирани и експресирани.
Хромозомите
Хромозомите се образуват, когато клетката е на път да се раздели, по това време хроматинът, подобен на спагети, се компресира още повече, с коефициент 10 000. Полученото кондензирано тяло е хромозома, която обикновено прилича на голям X. Четирите рамена на X се съединяват в централната част, наречена центромер. Повечето човешки клетки имат 46 хромозоми в две групи по 23, всеки набор дарен от родител.
Хромозомите се дублират и се разпределят равномерно във всяка дъщерна клетка по време на клетъчното делене. След като деленето на клетките приключи, хромозомите навлизат в период, наречен интерфаза и лесно се връща в хроматиновите нишки.
Прокариотите имат нещо подобно на хромозомите и хроматина, но не е съвсем същото. Вместо същите комплекси, които се намират в еукариотите, прокариотите просто „прекопират“ своята ДНК, за да я приложат вътре в клетката. Прокариотите също имат само един "сноп" от ДНК, наречен нуклеоид. Въпреки че има протеини, свързани с това преохлаждане, той не е същата структура или структура като хроматина.
Хроматинова функция: кондензирайте и отпуснете
Транскрипцията се извършва само по време на интерфаза. По време на транскрипцията клетката копира специфични гени на ДНК върху РНК, които впоследствие превежда в протеини. По време на интерфазата хроматинът е относително отпуснат, което позволява на клетъчната транскрипционна машина да има достъп до ДНК гени.
Euchromatin заобикаля гени, отговарящи на условията за транскрипция и играе активна роля в процеса. Хетерохоматинът се свързва с неактивни части от молекулата на ДНК. Хроматинът се кондензира в хромозоми и след това отново се отпуска, тъй като клетката се редува между делене и интерфаза.