الكروماتين. تصنيف الكروماتين (heterochromatin و euchromatin)

تعد الأبحاث الكيميائية الحيوية في علم الوراثة طريقة مهمة لدراسة عناصره الأساسية - الكروموسومات والجينات. في هذه المقالة سوف نلقي نظرة على ماهية الكروماتين ونكتشف تركيبه ووظائفه في الخلية.

الوراثة هي الخاصية الرئيسية للمادة الحية

تشمل العمليات الرئيسية التي تميز الكائنات الحية التي تعيش على الأرض التنفس والتغذية والنمو والإفراز والتكاثر. الوظيفة الأخيرة هي الأكثر أهمية للحفاظ على الحياة على كوكبنا. كيف لا نتذكر أن الوصية الأولى التي أعطاها الله لآدم وحواء كانت التالية: "أثمروا واكثروا". على المستوى الخلوي، يتم تنفيذ الوظيفة التوليدية بواسطة الأحماض النووية (المادة المكونة للكروموسومات). سننظر في هذه الهياكل بشكل أكبر.

ولنضيف أيضًا أن حفظ المعلومات الوراثية ونقلها إلى الأحفاد يتم وفق آلية واحدة، مستقلة تمامًا عن مستوى تنظيم الفرد، أي للفيروس، وللبكتيريا، وللبشر. إنه عالمي.

ما هو جوهر الوراثة

في هذا العمل، ندرس الكروماتين، الذي يعتمد تركيبه ووظائفه بشكل مباشر على تنظيم جزيئات الحمض النووي. وفي عام 1869، اكتشف العالم السويسري ميشر مركبات تظهر خواص الأحماض في نوى خلايا الجهاز المناعي، والتي أطلق عليها في البداية اسم النيوكلين ثم الأحماض النووية. من وجهة نظر كيميائية، هذه مركبات عالية الجزيئية - البوليمرات. مونومراتها عبارة عن نيوكليوتيدات لها البنية التالية: قاعدة البيورين أو البيريميدين، البنتوز والباقي. وقد وجد العلماء أن نوعين من الحمض النووي الريبي (RNA) يمكن أن يتواجدا في الخلايا. وهي معقدة مع البروتينات وتشكل مادة الكروموسومات. مثل البروتينات، تمتلك الأحماض النووية عدة مستويات من التنظيم المكاني.

في عام 1953، تمكن واتسون وكريك الحائزان على جائزة نوبل من فك رموز بنية الحمض النووي. وهو جزيء يتكون من سلسلتين مرتبطتين بروابط هيدروجينية تنشأ بين القواعد النيتروجينية وفقا لمبدأ التكامل (مقابل الأدينين توجد قاعدة الثيمين، ومقابل السيتوزين توجد قاعدة الجوانين). يحتوي الكروماتين، الذي ندرس تركيبه ووظائفه، على جزيئات من حمض الديوكسي ريبونوكلييك وحمض الريبونوكليك بتكوينات مختلفة. سنتناول هذه المسألة بمزيد من التفصيل في قسم "مستويات تنظيم الكروماتين".

توطين مادة الوراثة في الخلية

الحمض النووي موجود في الهياكل الخلوية مثل النواة، وكذلك في العضيات القادرة على الانقسام - الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء. ويرجع ذلك إلى أن هذه العضيات تؤدي أهم الوظائف في الخلية: وكذلك تخليق الجلوكوز وتكوين الأكسجين في الخلايا النباتية. خلال المرحلة الاصطناعية من دورة الحياة، تتضاعف العضيات الأمومية. وبالتالي، فإن الخلايا الابنة، نتيجة للانقسام الفتيلي (انقسام الخلايا الجسدية) أو الانقسام الاختزالي (تكوين البويضات والحيوانات المنوية)، تتلقى الترسانة اللازمة من الهياكل الخلوية التي تزود الخلايا بالمواد المغذية والطاقة.

يتكون حمض الريبونوكلييك من سلسلة واحدة وله وزن جزيئي أقل من الحمض النووي. وهو موجود في النواة وفي الهيالوبلازم، وهو أيضًا جزء من العديد من العضيات الخلوية: الريبوسومات، الميتوكوندريا، الشبكة الإندوبلازمية، البلاستيدات. يرتبط الكروماتين الموجود في هذه العضيات ببروتينات الهيستون وهو جزء من البلازميدات - جزيئات DNA الدائرية المغلقة.

الكروماتين وبنيته

لذلك، أثبتنا أن الأحماض النووية موجودة في مادة الكروموسومات - الوحدات الهيكلية للوراثة. يشبه الكروماتين تحت المجهر الإلكتروني حبيبات أو تكوينات تشبه الخيوط. ويحتوي، بالإضافة إلى الحمض النووي، أيضًا على جزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA)، بالإضافة إلى بروتينات تظهر خصائص أساسية وتسمى الهستونات. جميع النيوكليوسومات المذكورة أعلاه. وهي موجودة في كروموسومات النواة وتسمى الألياف (خيوط الملف اللولبي). لتلخيص كل ما سبق، دعونا نحدد ما هو الكروماتين. هذا مركب معقد من البروتينات الخاصة - الهستونات. يتم لف جزيئات الحمض النووي المزدوجة الجديلة عليها، مثل البكرات، لتشكل النيوكليوزومات.

مستويات تنظيم الكروماتين

مادة الوراثة لها بنية مختلفة، والتي تعتمد على عوامل كثيرة. على سبيل المثال، يعتمد ذلك على مرحلة دورة الحياة التي تمر بها الخلية: فترة الانقسام (الانقسام أو الانقسام الاختزالي)، فترة ما قبل التخليق أو فترة الطور البيني الاصطناعية. من شكل الملف اللولبي، أو الليفي، كأبسط شكل، يحدث ضغط إضافي للكروماتين. الهيتروكروماتين هو حالة أكثر كثافة، تتشكل في المناطق الداخلية من الكروموسوم حيث يكون النسخ مستحيلا. خلال فترة راحة الخلية - الطور البيني، عندما لا تكون هناك عملية انقسام - يقع الهيتروكروماتين في الكاريوبلازم للنواة على طول المحيط، بالقرب من غشاءها. يحدث ضغط المحتويات النووية أثناء مرحلة ما بعد التخليق من دورة حياة الخلية، أي قبل الانقسام مباشرة.

على ماذا يعتمد تكثيف مادة الوراثة؟

من خلال مواصلة دراسة السؤال "ما هو الكروماتين"، أثبت العلماء أن ضغطه يعتمد على بروتينات هيستون، والتي يتم تضمينها في النيوكليوزومات إلى جانب جزيئات الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA). وهي تتكون من أربعة أنواع من البروتينات، تسمى الأساسية والرابط. في وقت النسخ (قراءة المعلومات من الجينات باستخدام الحمض النووي الريبي)، تكون مادة الوراثة مكثفة بشكل ضعيف وتسمى الكروماتين الحقيقي.

حاليًا، تستمر دراسة سمات توزيع جزيئات الحمض النووي المرتبطة ببروتينات الهيستون. على سبيل المثال، وجد العلماء أن الكروماتين الموجود في مواقع مختلفة من نفس الكروموسوم يختلف في مستوى التكثيف. على سبيل المثال، في الأماكن التي ترتبط فيها خيوط المغزل، والتي تسمى السنتروميرات، بالكروموسوم، تكون أكثر كثافة من المناطق التيلوميرية - الموقع الطرفي.

منظمات الجينات وتكوين الكروماتين

يوفر مفهوم تنظيم نشاط الجينات، الذي ابتكره علماء الوراثة الفرنسيون جاكوب ومونود، فكرة عن وجود مناطق من حمض الديوكسي ريبونوكلييك التي لا توجد فيها معلومات حول هياكل البروتين. إنهم يؤدون وظائف إدارية بيروقراطية بحتة. تسمى هذه الأجزاء من الكروموسومات بالجينات التنظيمية، وعادة ما تفتقر إلى بروتينات هيستون في بنيتها. يسمى الكروماتين، الذي يتم تحديده بالتسلسل، مفتوحًا.

وفي سياق مزيد من البحث، وجد أن هذه المواقع تحتوي على تسلسلات النيوكليوتيدات التي تمنع جزيئات البروتين من الارتباط بجزيئات الحمض النووي. تحتوي هذه المناطق على جينات تنظيمية: المروجين، والمعززات، والمنشطات. إن ضغط الكروماتين فيها مرتفع، ويبلغ طول هذه المناطق في المتوسط ​​حوالي 300 نانومتر. يوجد تعريف للكروماتين المفتوح في النوى المعزولة، حيث يتم استخدام إنزيم الدناز. إنه يشق بسرعة كبيرة مواقع الكروموسومات التي تفتقر إلى بروتينات الهيستون. يُطلق على الكروماتين الموجود في هذه المناطق اسم شديد الحساسية.

دور مادة الوراثة

وتشارك المجمعات بما في ذلك DNA و RNA والبروتين، والتي تسمى الكروماتين، في تكوين الخلايا وتغيير تكوينها اعتمادًا على نوع الأنسجة، وكذلك مرحلة تطور الكائن الحي ككل. على سبيل المثال، في الخلايا الظهارية الجلدية، يتم حظر جينات مثل المعزز والمروج بواسطة البروتينات الكابتة، في حين أن هذه الجينات التنظيمية نفسها في الخلايا الإفرازية للظهارة المعوية تكون نشطة وتقع في منطقة الكروماتين المفتوحة. لقد وجد علماء الوراثة أن الحمض النووي الذي لا يرمز للبروتينات يمثل أكثر من 95% من الجينوم البشري بأكمله. وهذا يعني أن هناك العديد من جينات التحكم أكثر من تلك المسؤولة عن تخليق الببتيدات. إن إدخال طرق مثل رقائق الحمض النووي وتسلسلها جعل من الممكن معرفة ماهية الكروماتين، ونتيجة لذلك، رسم خريطة الجينوم البشري.

تعد أبحاث الكروماتين مهمة جدًا في فروع العلوم مثل علم الوراثة البشرية وعلم الوراثة الطبية. ويرجع ذلك إلى الارتفاع الحاد في مستوى حدوث الأمراض الوراثية - الوراثية والكروموسومية. الاكتشاف المبكر لهذه المتلازمات يزيد من نسبة التشخيص الإيجابي في علاجها.

في تكوين الكروماتين يتم تحقيق المعلومات الوراثية، وكذلك تكرار الحمض النووي وإصلاحه.

الجزء الأكبر من الكروماتين يتكون من بروتينات هيستون. الهستونات هي أحد مكونات النيوكليوزومات، وهي هياكل فوق الجزيئية تشارك في تعبئة الكروموسوم. يتم ترتيب النيوكليوزومات بانتظام، بحيث يشبه الهيكل الناتج الخرز. يتكون الجسيم النووي من أربعة أنواع من البروتينات: H2A، H2B، H3 وH4. يحتوي الجسيم النووي الواحد على بروتينين من كل نوع، أي ما مجموعه ثمانية بروتينات. الهستون H1، وهو أكبر من الهستونات الأخرى، يرتبط بالحمض النووي في موقع دخوله إلى النواة.

يشكل شريط الحمض النووي مع النيوكليوزومات بنية غير منتظمة تشبه الملف اللولبي يبلغ سمكها حوالي 30 نانومتر، وهو ما يسمى 30 نانومتر ليفي. مزيد من التعبئة من هذه الألياف يمكن أن يكون لها كثافات مختلفة. إذا كان الكروماتين معبأ بإحكام فإنه يسمى مكثفأو الكروماتين المغاير، ويمكن رؤيتها بوضوح تحت المجهر. لا يتم نسخ الحمض النووي الموجود في الهيتروكروماتين؛ وعادةً ما تكون هذه الحالة مميزة للمناطق غير المهمة أو الصامتة. في الطور البيني، عادة ما يقع الهيتروكروماتين على طول محيط النواة (الهيتروكروماتين الجداري). يحدث التكثيف الكامل للكروموسومات قبل انقسام الخلايا.

إذا كان الكروماتين معبأ بشكل فضفاض، فإنه يسمى الاتحاد الأوروبي-أو انتركروماتين. هذا النوع من الكروماتين يكون أقل كثافة بكثير عند ملاحظته تحت المجهر، وعادةً ما يتميز بوجود نشاط النسخ. يتم تحديد كثافة تعبئة الكروماتين إلى حد كبير عن طريق تعديلات الهيستون - الأستيلة والفسفرة

ويعتقد أن هناك ما يسمى في النواة مجالات الكروماتين الوظيفية(يحتوي الحمض النووي لمجال واحد على ما يقرب من 30 ألف زوج أساسي)، أي أن كل جزء من الكروموسوم له "منطقة" خاصة به. لم يتم بعد دراسة مسألة التوزيع المكاني للكروماتين في النواة بشكل كافٍ. من المعروف أن مناطق التيلومير (الطرفي) والمركزي (المسؤول عن ربط الكروماتيدات الشقيقة في الانقسام) من الكروموسومات ترتبط ببروتينات الصفيحة النووية.

مخطط تكثيف الكروماتين

ملحوظات

انظر أيضا

• تقوم بروتينات مجموعة Polycomb بإعادة تشكيل الكروماتين

مؤسسة ويكيميديا.

المرادفات

انظر ما هو "الكروماتين" في القواميس الأخرى: - (من الكلمة اليونانية كروما، كروماتوس الجنس اللون، الطلاء)، خيوط البروتين النووي التي تشكل كروموسومات الخلايا حقيقية النواة. تم تقديم هذا المصطلح بواسطة دبليو فليمنج (1880). في علم الخلايا، تعني X. الحالة المتناثرة للكروموسومات في الطور البيني للخلية... ...

القاموس الموسوعي البيولوجي الكروماتين، مادة الكروموسومات الموجودة في نواة الخلية. وهو يتألف من الحمض النووي وبعض الحمض النووي الريبي (RNA)، وكذلك الهستونات والبروتينات غير الهستونية. أثناء عملية التمثيل الغذائي لنواة الخلية، ينتشر الكروماتين ويشكل مساحة يمكن أن... ...

القاموس الموسوعي العلمي والتقنيالكروماتين - أ، م. بيول. المادة الأساسية في نواة الخلايا الحيوانية والنباتية، وهي قادرة على التلوين. اه. 1940. ليكس. بروك.: الكروماتين. SIS 1937: عرجاء / ن ...

القاموس التاريخي للغالية في اللغة الروسية مادة (البروتين النووي) من نواة الخلية التي تشكل أساس الكروموسومات؛ ملونة بالأصباغ الأساسية. وأثناء عملية انقسام الخلايا، يتكثف مكونًا هياكل كروموسومية مدمجة يمكن رؤيتها تحت المجهر. هناك الهيتروكروماتين و...

القاموس الموسوعي الكبير الكروماتين، الكروماتين، كثير. لا يا زوجي (من لون الكروما اليوناني) (بيول). المادة الأساسية في نواة الخلايا الحيوانية والنباتية، وهي قادرة على التلوين. قاموس أوشاكوف التوضيحي. د.ن. أوشاكوف. 1935 1940 ...

قاموس أوشاكوف التوضيحي موجود، عدد المرادفات: 3 هيتروكروماتين (2) سوكروماتين (2) بروتين نووي ...

قاموس المرادفات- الكروماتين، وإدراك اصمت بشكل مكثف. الطلاء مادة موجودة في نوى الخلايا الحيوانية والنباتية. يبدو أن مكون البروتين الرئيسي هو ما يسمى ب. iukleoprottdy (انظر)، على الرغم من مسألة التعريف الدقيق للمادة الكيميائية. التركيبة X.... الموسوعة الطبية الكبرى

القاموس الموسوعي العلمي والتقني- هو مركب من الحمض النووي مع الهستونات التي تشكل الكروموسومات موضوعات التكنولوجيا الحيوية EN الكروماتين ... دليل المترجم الفني

الكروماتين- *الكروماتين* مركب الكروماتين من الحمض النووي وبروتينات الكروموسومات (هيستون وغير هيستون) ويسمى. مجمع البروتين النووي في نوى الخلايا حقيقية النواة. يعمل الكروم على تعبئة كمية كبيرة نسبيًا من الحمض النووي في حجم صغير نسبيًا من النواة. ... ... علم الوراثة. القاموس الموسوعي

- (gr. chroma (chromatos) color) biol. مادة نواة الخلية التي تصبغ جيدًا (على عكس الأكروماتين) أثناء المعالجة النسيجية. قاموس جديد للكلمات الأجنبية. بواسطة EdwART، 2009. الكروماتين الكروماتين، رر. لا، م [من اليونانية. كروما –…… قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية

كتب

• الكروماتين. الجينوم المعبأ، رازين سيرجي فلاديميروفيتش، بيستريتسكي أندريه ألكساندروفيتش، يفحص المنشور التعليمي لأول مرة بشكل شامل السمات الهيكلية والوظيفية للجينوم حقيقي النواة، والشيء الرئيسي هو تعبئة الحمض النووي في الكروماتين. كود هيستون و... التصنيف: علوم بيولوجية أخرىالناشر:

لا تحتوي الخلية بدائية النواة على نواة منظمة، بل تحتوي على كروموسوم واحد فقط، لا ينفصل عن بقية الخلية بغشاء، بل يقع مباشرة في السيتوبلازم. ومع ذلك، فإنه يسجل أيضًا جميع المعلومات الوراثية للخلية البكتيرية.

حقيقيات النوى (من الكلمة اليونانية eu - الخير و carion - النواة) هي كائنات حية تحتوي على نواة محددة بوضوح في خلاياها. تشمل حقيقيات النوى النباتات وحيدة الخلية ومتعددة الخلايا والفطريات والحيوانات، أي جميع الكائنات الحية باستثناء البكتيريا. تختلف الخلايا حقيقية النواة في الممالك المختلفة في عدد من الخصائص. لكن هيكلها متشابه من نواحٍ عديدة.

على سبيل المثال، لدى الشخص 23 زوجًا.

يتراوح عدد الكروموسومات في الفطريات من 2 إلى 28، وفي معظم الأنواع - من 10 إلى 12.

بشكل عام كميات مختلفة.

الكروماتين- شكل تعبئة الحمض النووي في نوى الخلايا حقيقية النواة. الكروماتين عبارة عن خليط معقد من المواد التي تُبنى منها الكروموسومات حقيقية النواة. المكونات الرئيسية للكروماتين هي الحمض النووي وبروتينات الكروموسومات، والتي تشمل الهستونات والبروتينات غير الهستونية التي تشكل هياكل مرتبة للغاية في الفضاء. نسبة الحمض النووي والبروتين في الكروماتين هي ~ 1: 1، ويتم تمثيل الجزء الأكبر من بروتين الكروماتين بالهستونات. المصطلح "X." قدمه دبليو فليمنج في عام 1880 لوصف الهياكل النووية الملطخة بأصباغ خاصة.

إذا قمت بجمع كل الكروموسومات، فإن جزيء الحمض النووي في حقيقيات النوى الأعلى يبلغ طوله حوالي 2 متر، وبالتالي، يجب تكثيفه إلى الحد الأقصى - حوالي 10000 مرة - حتى يتناسب مع نواة الخلية - وهي حجرة الخلية التي تحتوي على المادة الوراثية يتم تخزينها. إن لف الحمض النووي على مكبات من بروتينات الهيستون يوفر حلاً أنيقًا لمشكلة التغليف هذه ويؤدي إلى ظهور بوليمر من مجمعات البروتين DNA المتكررة المعروفة باسم الكروماتين.

الكروماتين ليس متجانسًا في بنيته؛ يظهر في مجموعة متنوعة من أشكال التغليف، بدءًا من ليف الكروماتين عالي التكثيف (المعروف باسم الهيتروكروماتين) إلى شكل أقل ضغطًا حيث يتم التعبير عن الجينات عادةً (المعروف باسم الكروماتين الحقيقي).

تشير البيانات الحديثة إلى أن ncRNAs (RNAs غير المشفرة) يمكنها "توجيه" انتقال المناطق المتخصصة من الجينوم إلى حالات كروماتين أكثر إحكاما. وبالتالي، ينبغي النظر إلى الكروماتين باعتباره بوليمرًا ديناميكيًا يمكنه فهرسة الجينوم وتضخيم الإشارات الواردة من البيئة الخارجية، وتحديد الجينات التي ينبغي التعبير عنها وأيها لا ينبغي ذلك.

يكون كروماتين الجينات المكتوبة بنشاط في حالة تغير مستمر، ويتميز بالاستبدال المستمر للهستونات (هينيكوف وأحمد، 2005).

الوحدة الأساسية لتغليف الكروماتين هي النيوكليوزوم. يتكون الجسيم النووي من حلزون مزدوج للحمض النووي ملتف حول مركب محدد مكون من ثمانية هيستونات نووية (هيستون أوكتامير). النيوكليوزوم هو جسيم على شكل قرص يبلغ قطره حوالي 11 نانومتر، ويحتوي على نسختين من كل من الهستونات النووية (H2A، H2B، H3، H4). يشكل الهستون أوكتامر نواة بروتينية يلتف حولها الحمض النووي المزدوج الذي تقطعت به السبل مرتين (146 زوجًا من قواعد الحمض النووي لكل هيستون أوكتامير).

توجد النيوكليوسومات التي تتكون منها الألياف بشكل متساوٍ تقريبًا على طول جزيء الحمض النووي على مسافة 10-20 نانومتر عن بعضها البعض. تحتوي النيوكليوسومات على أربعة أزواج من جزيئات الهيستون: H2a وH2b وH3 وH4، بالإضافة إلى جزيء هيستون واحد H1.

النواة وتقسيم الخلايا

الهياكل غير النووية التي تحدث (كرات الدم الحمراء والصفائح الدموية والقشور القرنية) هي نتيجة للتمايز المحدد لأشكال الخلايا النووية

ويحتوي الجسم أيضًا على هياكل تحتوي على عشرات ومئات النوى. وتشمل هذه Symplasts و syncytia.

تتشكل السيمبلاستات نتيجة اندماج الخلايا وهي عبارة عن خيوط بروتوبلازمية متعددة النوى.

يتشكل المخلوي نتيجة لانقسام الخلايا غير المكتمل وهو عبارة عن قطيع، مجموعة من الخلايا متحدة بواسطة جسور السيتوبلازم.

للنواة شكل مختلف، غالبًا ما تكون مستديرة، أو على شكل قضيب أقل أو غير منتظمة. وتجدر الإشارة إلى أن شكل النواة يميل إلى تكرار شكل الخلية ويتوافق مع غرضها الوظيفي. على سبيل المثال، الخلايا العضلية الملساء، التي لها شكل مغزلي، لها نواة على شكل قضيب. تكون الخلايا الليمفاوية في الدم مستديرة الشكل وتكون نواتها عادة مستديرة.

وظائف النواة:

تخزين ونقل المعلومات الوراثية إلى الخلايا الوليدة

تنظيم تخليق البروتين

يتم ضمان تخزين المعلومات الوراثية من خلال احتواء الحمض النووي للكروموسومات على إنزيمات إصلاح تعمل على استعادة الكروموسومات النووية بعد تلفها. يحدث نقل المعلومات الوراثية عندما يتم توزيع نسخ متطابقة من الحمض النووي بالتساوي بين الخلايا الوليدة أثناء انقسام الخلية الأم.

يتم تنظيم تخليق البروتين نظرًا لحقيقة أن جميع أنواع الحمض النووي الريبي (RNA) يتم نسخها على سطح كروموسومات الحمض النووي: المعلوماتية والريبوسومية والنقل، والتي تشارك في تخليق البروتين على سطح EPS الحبيبي.

تكون التكوينات الهيكلية للنواة أكثر وضوحًا خلال فترة معينة من حياة الخلية - في الطور البيني.

العناصر الهيكلية لنواة الطور البيني:

1) الكروماتين

2) النواة

3) كاريوليما

4) الكاريوبلازم

قاموس المرادفات

وهو عنصر نووي يقبل الأصباغ جيدًا (الكروموس)، ومن هنا اسمه. يتكون الكروماتين من خيوط - ألياف أولية يبلغ سمكها 20-25 نانومتر، وتقع بشكل فضفاض أو مضغوط في النواة. هذا هو الأساس لتقسيم الكروماتين إلى نوعين:

1) الكروماتين الحقيقي سائب (غير مكثف)، وملطخ بشكل ضعيف بالأصباغ الأساسية.

2) الهيتروكروماتين - مضغوط (مكثف) وسهل تلطيخه بالأصباغ الأساسية.

يُطلق على الكروماتين الحقيقي اسم نشط، ويسمى الهيتروكروماتين غير نشط. يتم تفسير نشاط الكروماتين الحقيقي من خلال حقيقة أن ألياف الحمض النووي منزوعة الحلزونية، أي. تم اكتشاف الجينات الموجودة على سطحها والتي يحدث فيها نسخ الحمض النووي الريبي (RNA). وهذا يخلق الظروف الملائمة لنسخ الحمض النووي الريبي (RNA). إذا لم يتم إزالة الحمض النووي للكروموسوم، فإن الجينات هنا تكون مغلقة، مما يجعل من الصعب نسخ الحمض النووي الريبي (RNA) من سطحها. ونتيجة لذلك، يتم تقليل تخليق البروتين. هذا هو السبب في أن الهيتروكروماتين غير نشط. تعد نسبة الاتحاد الأوروبي والكروماتين المغاير في النواة مؤشرا على نشاط العمليات الاصطناعية في الخلية.

يغير الكروماتين حالته الفيزيائية اعتمادًا على النشاط الوظيفي للخلية. أثناء فترة الانقسام، يتكثف الكروماتين ويتحول إلى كروموسومات. ولذلك فإن الكروماتين والكروموسومات هما حالات فيزيائية مختلفة لنفس المادة.

التركيب الكيميائي للكروماتين:

1. الحمض النووي - 40%
2. البروتينات – 60%
3. الحمض النووي الريبي – 1%

البروتينات النووية تأتي في شكلين:

البروتينات الأساسية (الهيستون) (80-85%)

البروتينات الحمضية (غير الهيستونية) (15-20%).

تشكل البروتينات غير الهيستونية شبكة بروتينية في الكاريوبلازم (المصفوفة النووية)، مما يوفر النظام الداخلي لترتيب الكروماتين. تشكل بروتينات الهيستون كتلًا تتكون كل منها من 8 جزيئات. تسمى هذه الكتل بالنيوكليوسومات. يتم لف ألياف الحمض النووي حول النيوكليوزومات. وظائف بروتينات هيستون:

تخطيط خاص لكروموسومات الحمض النووي

تنظيم تخليق البروتين.

الكروماتين (من اللون اليوناني - الطلاء الملون) هو الهيكل الرئيسي لنواة الطور البيني، وهو مطلي جيدًا بالأصباغ الأساسية ويحدد نمط الكروماتين للنواة لكل نوع من الخلايا.

نظرًا لقدرته على التلوين جيدًا بمختلف الأصباغ وخاصة الأساسية منها، فقد أطلق على هذا المكون من النواة اسم "الكروماتين" (فليمنج 1880).

الكروماتين هو نظير هيكلي للكروموسومات وفي نواة الطور البيني يمثل الأجسام الحاملة للحمض النووي.

من الناحية الشكلية، يمكن التمييز بين نوعين من الكروماتين:

1) الهيتروكروماتين.

2) الكروماتين الحقيقي.

الهيتروكروماتين(heterochromatinum) يتوافق مع مناطق الكروموسوم المكثفة جزئيًا في الطور البيني وهي غير نشطة وظيفيًا. يصبغ هذا الكروماتين بشكل جيد للغاية وهو ما يمكن رؤيته في الاستعدادات النسيجية.

وينقسم الهيتروكروماتين بدوره إلى:

1) الهيكلية. 2) اختياري.

الهيكليةيمثل الهيتروكروماتين مناطق الكروموسومات التي تكون دائمًا في حالة مكثفة.

خياري heterochromatin هو heterochromatin الذي يمكن أن يتكثف ويتحول إلى euchromatin.

الكروماتين الحقيقي- هذه هي مناطق الكروموسوم التي تم تكثيفها في الطور البيني. هذا هو الكروماتين العامل والنشط وظيفيًا. هذا الكروماتين غير ملطخ ولم يتم اكتشافه في المستحضرات النسيجية.

أثناء الانقسام، يتم تكثيف كل الكروماتين الحقيقي إلى الحد الأقصى ويصبح جزءًا من الكروموسومات. خلال هذه الفترة، لا تؤدي الكروموسومات أي وظائف صناعية. في هذا الصدد، يمكن أن تكون كروموسومات الخلية في حالتين هيكلية ووظيفية:

1) نشط (العمل)، وأحيانا يتم تكثيفها جزئيا أو كليا وبمشاركتها في النواة تحدث عمليات النسخ والتكرار؛

2) غير نشطة (غير عاملة، راحة أيضية)، عندما يتم تكثيفها إلى أقصى حد، فإنها تؤدي وظيفة توزيع ونقل المواد الوراثية إلى الخلايا الابنة.

في بعض الأحيان، في بعض الحالات، قد يبقى الكروموسوم بأكمله في حالة مكثفة أثناء الطور البيني، ويكون له مظهر الكروماتين المغاير الناعم. على سبيل المثال، يخضع أحد الكروموسومات X للخلايا الجسدية للجسم الأنثوي للتغاير اللوني في المراحل الأولية من التطور الجنيني (أثناء التجزئة) ولا يعمل. ويسمى هذا الكروماتين بالكروماتين الجنسي أو أجسام بار.

في الخلايا المختلفة، يكون للكروماتين الجنسي مظهر مختلف:

أ) في الكريات البيض العدلة - نوع من مضرب؛

ب) في الخلايا الظهارية للغشاء المخاطي - ظهور كتلة نصف كروية.

يتم استخدام تحديد الكروماتين الجنسي لتحديد الجنس الجيني، وكذلك لتحديد عدد الكروموسومات X في النمط النووي للفرد (وهو يساوي عدد أجسام الكروماتين الجنسية + 1).

كشفت الدراسات المجهرية الإلكترونية أن مستحضرات كروماتين الطور البيني المعزول تحتوي على ألياف صبغية أولية بسمك 20-25 نانومتر، والتي تتكون من ألياف بسمك 10 نانومتر.

كيميائيًا، ألياف الكروماتين عبارة عن مجمعات معقدة من البروتينات النووية منزوعة الأكسجين، والتي تشمل:

ب) بروتينات الكروموسومات الخاصة.

النسبة الكمية للحمض النووي والبروتين والحمض النووي الريبي هي 1:1.3:0.2. تبلغ نسبة الحمض النووي في تحضير الكروماتين 30-40%. يختلف طول جزيئات الحمض النووي الخطية الفردية بشكل غير مباشر ويمكن أن يصل إلى مئات الميكرومترات وحتى السنتيمترات. يبلغ الطول الإجمالي لجزيئات الحمض النووي في جميع الكروموسومات في خلية بشرية واحدة حوالي 170 سم، وهو ما يعادل 6 × 10 -12 جم.

تشكل بروتينات الكروماتين 60-70% من كتلته الجافة وتمثلها مجموعتان:

أ) بروتينات هيستون.

ب) البروتينات غير الهيستونية.

يو بروتينات هيستون (هيستون) - البروتينات القلوية التي تحتوي على الأحماض الأمينية الأساسية (أساسا ليسين، أرجينين) تقع بشكل غير متساو في شكل كتل على طول جزيء الحمض النووي. تحتوي الكتلة الواحدة على 8 جزيئات هيستون التي تشكل النيوكليوزوم. حجم النيوكليوزوم حوالي 10 نانومتر. يتكون النيوكليوزوم عن طريق الضغط واللف الفائق للحمض النووي، مما يؤدي إلى تقصير طول اللييفات الصبغية بنحو 5 مرات.

يو بروتينات غير هيستونيةتشكل 20% من كمية الهستونات وفي نوى الطور البيني تشكل شبكة هيكلية داخل النواة تسمى مصفوفة البروتين النووي. تمثل هذه المصفوفة السقالة التي تحدد شكل وأيض النواة.

يبلغ سمك ألياف البيريكروماتين 3-5 نانومتر، ويبلغ قطر الحبيبات 45 نانومتر، ويبلغ قطر حبيبات البيريكروماتين 21-25 نانومتر.