Kromatiini. Kromatiinin luokitus (heterokromatiini ja eukromatiini)

Genetiikan biokemiallinen tutkimus on tärkeä tapa tutkia sen peruselementtejä - kromosomeja ja geenejä. Tässä artikkelissa tarkastellaan mitä kromatiini on ja selvitetään sen rakenne ja tehtävät solussa.

Perinnöllisyys on elävän aineen tärkein ominaisuus

Maapallolla eläville organismeille ominaisia ​​pääprosesseja ovat hengitys, ravinto, kasvu, erittyminen ja lisääntyminen. Viimeinen toiminto on tärkein elämän säilymisen kannalta planeetallamme. Miten ei voi muistaa, että Jumalan ensimmäinen käsky Aadamille ja Eevalle oli seuraava: "Olkaa hedelmälliset ja lisääntykää." Solutasolla generatiivisen toiminnon suorittavat nukleiinihapot (kromosomien ainesosa). Pohdimme näitä rakenteita lisää.

Lisätään vielä, että perinnöllisen tiedon säilyttäminen ja välittäminen jälkeläisille tapahtuu yhdellä mekanismilla, joka on täysin riippumaton yksilön organisoitumisen tasosta eli viruksen ja bakteerien ja ihmisten osalta. , se on universaali.

Mikä on perinnöllisyyden ydin

Tässä työssä tutkimme kromatiinia, jonka rakenne ja toiminnot riippuvat suoraan nukleiinihappomolekyylien järjestyksestä. Sveitsiläinen tiedemies Miescher löysi vuonna 1869 immuunijärjestelmän solujen ytimistä yhdisteitä, joilla oli happojen ominaisuuksia. Hän kutsui niitä ensin nukleiiniksi ja sitten nukleiinihapoiksi. Kemiallisesti nämä ovat suurimolekyylisiä yhdisteitä - polymeerejä. Niiden monomeerit ovat nukleotideja, joilla on seuraava rakenne: puriini- tai pyrimidiiniemäs, pentoosi ja loput. Tutkijat ovat havainneet, että soluissa voi olla kahta tyyppiä ja RNA:ta. Ne ovat kompleksoituneita proteiinien kanssa ja muodostavat kromosomien aineen. Kuten proteiineissa, nukleiinihapoilla on useita tilaorganisaatiotasoja.

Vuonna 1953 Nobel-palkinnon saajat Watson ja Crick selvittivät DNA:n rakenteen. Se on molekyyli, joka koostuu kahdesta ketjusta, jotka on yhdistetty vetysidoksilla, jotka syntyvät typpipitoisten emästen väliin komplementaarisuuden periaatteen mukaisesti (vastapäätä adeniinia on tymiiniemäs, vastapäätä sytosiinia on guaniiniemäs). Kromatiini, jonka rakennetta ja toimintoja tutkimme, sisältää deoksiribonukleiinihappo- ja ribonukleiinihappomolekyylejä eri kokoonpanoissa. Käsittelemme tätä kysymystä yksityiskohtaisemmin osiossa "Kromatiiniorganisaation tasot".

Perinnöllisyyden aineen lokalisointi soluun

DNA:ta on läsnä sytorakenteissa, kuten ytimessä, sekä jakautumiskykyisissä organelleissa - mitokondrioissa ja kloroplasteissa. Tämä johtuu siitä, että nämä organellit suorittavat tärkeimmät toiminnot solussa: samoin kuin glukoosin synteesi ja hapen muodostuminen kasvisoluissa. Elinkaaren synteettisessä vaiheessa äidin organellit kaksinkertaistuvat. Siten tytärsolut saavat mitoosin (somaattisten solujen jakautumisen) tai meioosin (munien ja siittiöiden muodostumisen) seurauksena tarvittavan solurakenteiden arsenaalin, jotka tarjoavat soluille ravinteita ja energiaa.

Ribonukleiinihappo koostuu yhdestä ketjusta ja sen molekyylipaino on pienempi kuin DNA:n. Se sisältyy sekä ytimeen että hyaloplasmaan, ja se on myös osa monia soluorganelleja: ribosomeja, mitokondrioita, endoplasmaa, plastideja. Kromatiini näissä organelleissa liittyy histoniproteiineihin ja on osa plasmideja - pyöreitä suljettuja DNA-molekyylejä.

Kromatiini ja sen rakenne

Joten olemme todenneet, että nukleiinihapot sisältyvät kromosomien aineeseen - perinnöllisyyden rakenneyksiköihin. Niiden kromatiini näyttää elektronimikroskoopissa rakeilta tai lankamaisilta muodostelmilta. Se sisältää DNA:n lisäksi myös RNA-molekyylejä sekä proteiineja, joilla on perusominaisuuksia ja joita kutsutaan histoneiksi. Kaikki edellä mainitut nukleosomit. Ne sisältyvät ytimen kromosomeihin ja niitä kutsutaan fibrilleiksi (solenoidilangoiksi). Yhteenvetona kaikesta yllä olevasta määritellään, mitä kromatiini on. Tämä on erityisten proteiinien - histonien - monimutkainen yhdiste. Kaksijuosteisia DNA-molekyylejä kierretään niiden päälle, kuten keloja, muodostaen nukleosomeja.

Kromatiinin organisoinnin tasot

Perinnöllisyydellä on erilainen rakenne, joka riippuu monista tekijöistä. Se riippuu esimerkiksi siitä, mitä elinkaaren vaihetta solu kokee: jakautumisjakso (metoosi tai meioosi), presynteettinen tai synteettinen interfaasijakso. Solenoidin tai fibrillin muodosta, joka on yksinkertaisin, kromatiinin tiivistyminen tapahtuu edelleen. Heterokromatiini on tiheämpi tila, joka muodostuu kromosomin intronisille alueille, joissa transkriptio on mahdotonta. Solun lepojakson aikana - interfaasi, jolloin ei ole jakautumisprosessia - heterokromatiini sijaitsee ytimen karyoplasmassa reunaa pitkin, lähellä sen kalvoa. Tumasisällön tiivistyminen tapahtuu solun elinkaaren postsynteettisessä vaiheessa eli juuri ennen jakautumista.

Mistä perinnöllisen aineen kondensoituminen riippuu?

Jatkaessaan kysymyksen "mikä on kromatiini" tutkimista, tiedemiehet ovat todenneet, että sen tiivistyminen riippuu histoniproteiineista, jotka sisältyvät nukleosomeihin DNA- ja RNA-molekyyleiden ohella. Ne koostuvat neljästä proteiinityypistä, joita kutsutaan ytimeksi ja linkkeriksi. Transkription aikana (tietojen lukeminen geeneistä RNA:n avulla) perinnöllisyysaine on heikosti tiivistynyt ja sitä kutsutaan eukromatiiniksi.

Tällä hetkellä histoniproteiineihin liittyvien DNA-molekyylien jakautumispiirteiden tutkimista jatketaan. Esimerkiksi tutkijat ovat havainneet, että saman kromosomin eri lokusten kromatiinit eroavat kondensaatiotasosta. Esimerkiksi paikoissa, joissa karan kierteet, joita kutsutaan sentromeereiksi, on kiinnitetty kromosomiin, se on tiheämpi kuin telomeerisilla alueilla - terminaaleissa.

Geenisäätelijät ja kromatiinin koostumus

Ranskalaisten geneetikkojen Jacobin ja Monodin luoma geenitoiminnan säätelykonsepti antaa käsityksen deoksiribonukleiinihapon alueiden olemassaolosta, joissa ei ole tietoa proteiinien rakenteista. He suorittavat puhtaasti byrokraattisia johtamistehtäviä. Näistä kromosomien osista, joita kutsutaan säätelygeeneiksi, rakenteessa ei yleensä ole histoniproteiineja. Sekvensoinnilla määritettyä kromatiinia kutsutaan avoimeksi.

Jatkotutkimuksen aikana havaittiin, että nämä lokukset sisältävät nukleotidisekvenssejä, jotka estävät proteiinipartikkeleita kiinnittymästä DNA-molekyyleihin. Tällaiset alueet sisältävät säätelygeenejä: promoottoreita, tehostajia, aktivaattoreita. Kromatiinin tiivistyminen niissä on korkea, ja näiden alueiden pituus on keskimäärin noin 300 nm. On olemassa määritelmä avoimelle kromatiinille eristetyissä ytimissä, joissa käytetään DNAase-entsyymiä. Se pilkkoo hyvin nopeasti kromosomaaliset lokukset, joista puuttuu histoniproteiineja. Näiden alueiden kromatiinia on kutsuttu yliherkäksi.

Perinnöllisyyden substanssin rooli

Kompleksit, mukaan lukien DNA, RNA ja proteiini, joita kutsutaan kromatiiniksi, osallistuvat solujen ontogeneesiin ja muuttavat koostumustaan ​​riippuen kudostyypistä sekä organismin kokonaiskehitysvaiheesta. Esimerkiksi ihon epiteelisoluissa repressoriproteiinit estävät geenit, kuten tehostaja ja promoottori, kun taas nämä samat säätelygeenit suoliston epiteelin erityssoluissa ovat aktiivisia ja sijaitsevat avoimen kromatiinin vyöhykkeellä. Geenitutkijat ovat havainneet, että DNA, joka ei koodaa proteiineja, muodostaa yli 95 % ihmisen koko genomista. Tämä tarkoittaa, että kontrolligeenejä on paljon enemmän kuin ne, jotka vastaavat peptidien synteesistä. DNA-sirujen ja sekvensoinnin kaltaisten menetelmien käyttöönoton ansiosta on voitu selvittää, mitä kromatiini on, ja sen seurauksena kartoittaa ihmisen genomi.

Kromatiinitutkimus on erittäin tärkeää sellaisilla tieteenaloilla kuin ihmisgenetiikka ja lääketieteellinen genetiikka. Tämä johtuu perinnöllisten sairauksien - sekä geneettisten että kromosomaalisten - jyrkästi lisääntyneestä esiintyvyydestä. Näiden oireyhtymien varhainen havaitseminen lisää positiivisten ennusteiden prosenttiosuutta niiden hoidossa.

Kromatiinin koostumuksessa toteutuu geneettinen informaatio, samoin kuin DNA:n replikaatio ja korjaus.

Suurin osa kromatiinista koostuu histoniproteiineista. Histonit ovat osa nukleosomeja, supramolekyylisiä rakenteita, jotka osallistuvat kromosomien pakkaamiseen. Nukleosomit järjestetään melko säännöllisesti, joten tuloksena oleva rakenne muistuttaa helmiä. Nukleosomi koostuu neljästä proteiinityypistä: H2A, H2B, H3 ja H4. Yksi nukleosomi sisältää kaksi kutakin tyyppiä olevaa proteiinia - yhteensä kahdeksan proteiinia. Histoni H1, joka on suurempi kuin muut histonit, sitoutuu DNA:han sisäänmenopaikassaan nukleosomiin.

DNA-juoste nukleosomeineen muodostaa noin 30 nanometrin paksuisen epäsäännöllisen solenoidimaisen rakenteen, ns. 30 nm fibrilli. Tämän fibrillin lisäpakkauksella voi olla erilaisia ​​tiheyksiä. Jos kromatiini on pakattu tiukasti, sitä kutsutaan tiivistynyt tai heterokromatiini, se näkyy selvästi mikroskoopilla. Heterokromatiinissa sijaitseva DNA ei transkriptioi tämä tila on yleensä tyypillinen merkityksettömille tai hiljaisille alueille. Interfaasissa heterokromatiini sijaitsee yleensä ytimen reunalla (parietaalinen heterokromatiini). Täydellinen kromosomien kondensaatio tapahtuu ennen solujen jakautumista.

Jos kromatiini on löyhästi pakattu, sitä kutsutaan eu- tai interkromatiini. Tämän tyyppinen kromatiini on paljon vähemmän tiheä mikroskoopilla tarkasteltuna, ja sille on yleensä tunnusomaista transkription aktiivisuus. Kromatiinin pakkauksen tiheys määräytyy suurelta osin histonimodifikaatioiden - asetylaation ja fosforylaation - avulla

Uskotaan, että ytimessä on ns toiminnalliset kromatiinidomeenit(Yhden domeenin DNA sisältää noin 30 tuhatta emäsparia), eli jokaisella kromosomin osalla on oma "alue". Kysymystä kromatiinin alueellisesta jakautumisesta ytimessä ei ole vielä tutkittu riittävästi. Tiedetään, että kromosomien telomeeriset (terminaaliset) ja sentromeeriset (vastuussa sisarkromatidien kytkemisestä mitoosissa) alueet ovat kiinnittyneet tuman laminaproteiineihin.

Kromatiinin kondensaatiokaavio

Huomautuksia

Katso myös

• Polycomb-ryhmän proteiinit muokkaavat kromatiinia

Wikimedia Foundation. 2010.

Katso, mitä "kromatiini" on muissa sanakirjoissa:

- (kreikan sanasta chroma, gender chromatos color, paint), nukleoproteiinilangat, jotka muodostavat eukaryoottisten solujen kromosomit. Termin esitteli W. Flemming (1880). Sytologiassa X. viittaa kromosomien hajaantuneeseen tilaan solun interfaasissa... ... Biologinen tietosanakirja

KROMATIINI, solun tumassa sijaitsevien kromosomien aine. Se koostuu DNA:sta ja osasta RNA:ta sekä histoneista ja ei-histoniproteiineista. Soluytimen aineenvaihdunnan aikana kromatiini leviää ja muodostaa tilan, jossa se voi... ... Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja

kromatiini- a, m kromatiini f. biol. Eläin- ja kasvisolujen ytimen pääaine, joka pystyy värjäämään. Ush. 1940. Lex. Parsakaali: kromatiini; SIS 1937: lame/n... Venäjän kielen gallismien historiallinen sanakirja

Soluytimen aine (nukleoproteiini), joka muodostaa kromosomien perustan; värjätty perusväreillä. Solunjakautumisprosessin aikana se tiivistyy muodostaen kompakteja kromosomirakenteita, jotka näkyvät mikroskoopilla. Siellä on heterokromatiinia ja... Suuri Ensyklopedinen sanakirja

Kromatiini, kromatiini, monet. ei, aviomies (kreikan sanasta chroma color) (biol.). Eläin- ja kasvisolujen ytimen pääaine, joka pystyy värjäämään. Ushakovin selittävä sanakirja. D.N. Ushakov. 1935 1940... Ushakovin selittävä sanakirja

olemassa., synonyymien lukumäärä: 3 heterokromatiini (2) sukromatiini (2) nukleoproteiini ... Synonyymien sanakirja

KROMATIINI- Kromatiini, intensiivisesti havaitseva hist. maali on aine, joka sisältyy eläin- ja kasvisolujen ytimiin. Sen pääproteiinikomponentti on ilmeisesti ns. iukleoprottdy (katso), vaikka kysymys kemian tarkasta määritelmästä. kokoonpano X…… Suuri lääketieteellinen tietosanakirja

kromatiini- Onko DNA-kompleksi histonien kanssa, joka muodostaa kromosomit Biotekniikan aiheet FI kromatiini ... Teknisen kääntäjän opas

Kromatiini- * kromatiini * DNA:n ja kromosomiproteiinien (histoni ja ei-histoni) kromatiinikompleksi, ns. nukleoproteiinikompleksi eukaryoottisolujen ytimissä. Kromi pakkaa suhteellisen suuren määrän DNA:ta suhteellisen pieneen ytimeen.… … Genetiikka. tietosanakirja

- (gr. chroma (chromatos) väri) biol. soluytimen aine, joka värjäytyy hyvin (toisin kuin akromatiini) histologisen käsittelyn aikana. Uusi vieraiden sanojen sanakirja. kirjoittanut EdwART, 2009. chromatin chromatin, pl. ei, m. [kreikasta. kroma –…… Venäjän kielen vieraiden sanojen sanakirja

Kirjat

• Kromatiini. Pakattu genomi, Sergey Vladimirovich Razin, Andrey Aleksandrovich Bystritsky, Oppijulkaisussa tarkastellaan ensimmäistä kertaa kattavasti eukaryoottisen genomin rakenteellisia ja toiminnallisia piirteitä, pääasia on DNA:n pakkaaminen kromatiiniin. Histonikoodi ja sen... Luokka: Muut biologiset tieteet Kustantaja:

Prokaryoottisolulla ei ole organisoitua ydintä, se sisältää vain yhden kromosomin, jota ei erota muusta solusta kalvo, vaan se sijaitsee suoraan sytoplasmassa. Se kuitenkin tallentaa myös kaikki bakteerisolun perinnölliset tiedot.

Eukaryootit (kreikan kielestä eu - hyvä ja carion - ydin) ovat organismeja, joiden soluissa on selkeästi määritelty ydin. Eukaryootteja ovat yksi- ja monisoluiset kasvit, sienet ja eläimet, eli kaikki organismit paitsi bakteerit. Eri valtakuntien eukaryoottisolut eroavat useista ominaisuuksista. Mutta monella tapaa niiden rakenne on samanlainen.

Esimerkiksi henkilöllä on 23 paria.

Sienten kromosomien lukumäärä vaihtelee välillä 2 - 28, useimmissa lajeissa - 10 - 12.

Yleensä eri määrät.

Kromatiini- DNA:n pakkausmuoto eukaryoottisolujen ytimissä. Kromatiini on monimutkainen seos aineita, joista rakennetaan eukaryoottikromosomeja. Kromatiinin pääkomponentit ovat DNA ja kromosomiproteiinit, joihin kuuluvat histonit ja ei-histoniproteiinit, jotka muodostavat rakenteita, jotka ovat avaruudessa erittäin järjestyneitä. DNA:n ja proteiinin suhde kromatiinissa on ~1:1, ja suurinta osaa kromatiiniproteiinista edustavat histonit. Termi "X." W. Flemming esitteli vuonna 1880 kuvaamaan erityisillä väriaineilla värjättyjä nukleaarisia rakenteita.

Jos kaikki kromosomit lasketaan yhteen, korkeampien eukaryoottien DNA-molekyyli on noin 2 metriä pitkä ja siksi sen on tiivistettävä maksimaalisesti - noin 10 000 kertaa - mahtuakseen solun ytimeen - solun osastoon, jossa geneettistä materiaalia on tallennettu. DNA:n käämitys histoniproteiinien puolille tarjoaa tyylikkään ratkaisun tähän pakkausongelmaan ja synnyttää toistuvien proteiini-DNA-kompleksien polymeerin, joka tunnetaan nimellä kromatiini.

Kromatiini ei ole rakenteeltaan homogeeninen; sitä esiintyy useissa pakkausmuodoissa, erittäin kondensoituneen kromatiinin fibrillistä (tunnetaan nimellä heterokromatiini) vähemmän tiivistyneeseen muotoon, jossa geenit tyypillisesti ilmentyvät (tunnetaan nimellä eukromatiini).

Viimeaikaiset tiedot viittaavat siihen, että ncRNA:t (ei-koodaavat RNA:t) voivat "ohjata" genomin erikoistuneiden alueiden siirtymistä kompaktimpiin kromatiinitiloihin. Siten kromatiinia tulisi nähdä dynaamisena polymeerinä, joka voi indeksoida genomin ja vahvistaa signaaleja ympäristöstä, mikä lopulta määrittää, mitä geenejä pitäisi ilmentää ja mitä ei.

Aktiivisesti transkriptoitujen geenien kromatiini on jatkuvassa muutoksessa, jolle on ominaista jatkuva histonien korvautuminen (Henikoff ja Ahmad, 2005).

Kromatiinipakkauksen perusyksikkö on nukleosomi. Nukleosomi koostuu DNA-kaksoiskierteestä, joka on kietoutunut kahdeksan nukleosomaalisen histonin spesifisen kompleksin (histonioktameeri) ympärille. Nukleosomi on kiekon muotoinen partikkeli, jonka halkaisija on noin 11 nm ja joka sisältää kaksi kopiota kustakin nukleosomaalisesta histonista (H2A, H2B, H3, H4). Histonioktameeri muodostaa proteiiniytimen, jonka ympärille kaksijuosteinen DNA kääritään kahdesti (146 DNA-emäsparia per histonioktameeri).

Säikeet muodostavat nukleosomit sijaitsevat enemmän tai vähemmän tasaisesti DNA-molekyyliä pitkin 10-20 nm:n etäisyydellä toisistaan. Nukleosomit sisältävät neljä paria histonimolekyylejä: H2a, H2b, H3 ja H4 sekä yhden histonimolekyylin H1.

YDIN- JA SOLUJAKO

Esiintyvät ei-ydinrakenteet (erytrosyytit, verihiutaleet, sarveissuomut) ovat seurausta tumasolumuotojen spesifisestä erilaistumisesta

Kehossa on myös rakenteita, jotka sisältävät kymmeniä ja satoja ytimiä. Näitä ovat symplastit ja syncytia.

Symplastit muodostuvat solufuusion seurauksena ja ovat monitumaisia ​​protoplasmajuosteita.

Syncytium muodostuu epätäydellisen solujakautumisen seurauksena ja on parvi, soluryhmä, jota yhdistävät sytoplasmiset sillat.

Ydin on eri muotoinen, useammin pyöreä, harvemmin sauvamainen tai epäsäännöllinen. On huomattava, että ytimen muoto pyrkii jäljittelemään solun muotoa ja vastaa sen toiminnallista tarkoitusta. Esimerkiksi sileillä myosyyteillä, joilla on karan muoto, on sauvan muotoinen ydin. Veren lymfosyytit ovat muodoltaan pyöreitä ja niiden ytimet ovat yleensä pyöreitä.

Ytimen toiminnot:

Perinnöllisten tietojen tallentaminen ja siirtäminen tytärsoluihin

Proteiinisynteesin säätely

Geneettisen tiedon säilymisen varmistaa se, että kromosomien DNA sisältää korjausentsyymejä, jotka palauttavat ydinkromosomit niiden vaurioituttua. Perinnöllisen tiedon siirtyminen tapahtuu, kun identtiset DNA-kopiot jakautuvat tasaisesti tytärsolujen välillä emosolun jakautumisen aikana.

Proteiinisynteesiä säätelee se tosiasia, että DNA:n kromosomien pinnalle transkriptoidaan kaikentyyppiset RNA:t: informaatio-, ribosomi- ja kuljetus-, jotka osallistuvat proteiinisynteesiin rakeisen EPS:n pinnalla.

Ytimen rakenteelliset muodostelmat ovat selkeimpiä tietyn solun elämän aikana - interfaasissa.

Interfaasin ytimen rakenneosat:

1) kromatiini

2) ydin

3) karyolemma

4) karyoplasma

KROMATIINI

Tämä on ydinelementti, joka ottaa hyvin värit vastaan ​​(kromosi), mistä johtuu sen nimi. Kromatiini koostuu filamenteista - 20-25 nm paksuisista alkeisfibrilleistä, jotka sijaitsevat löysästi tai tiiviisti ytimessä. Tämä on perusta kromatiinin jakamiselle kahteen tyyppiin:

1) eukromatiini on löysää (dekondensoitunut), heikosti värjäytynyttä perusväreillä.

2) heterokromatiini – tiivis (tiivistetty), helposti värjäytyvä perusväreillä.

Eukromatiinia kutsutaan aktiiviseksi, heterokromatiiniksi inaktiiviseksi. Eukromatiinin aktiivisuus selittyy sillä, että DNA-fibrillit ovat despiralisoituneita, ts. geenit, joiden pinnalla tapahtuu RNA:n transkriptiota, on löydetty. Tämä luo olosuhteet RNA:n transkriptiolle. Jos kromosomin DNA:ta ei ole poistettu, geenit ovat suljettuina, mikä vaikeuttaa RNA:n transkriptiota niiden pinnalta. Tämän seurauksena proteiinisynteesi vähenee. Tästä syystä heterokromatiini on inaktiivinen. Eu- ja heterokromatiinin suhde ytimessä on indikaattori synteettisten prosessien aktiivisuudesta solussa.

Kromatiini muuttaa fyysistä tilaansa riippuen solun toiminnallisesta aktiivisuudesta. Jakautumisessa kromatiini tiivistyy ja muuttuu kromosomeiksi. Siksi kromatiini ja kromosomit ovat saman aineen eri fysikaalisia tiloja.

Kromatiinin kemiallinen koostumus:

1. DNA - 40 %
2. proteiinit - 60%
3. RNA - 1 %

Ydinproteiinit ovat kahdessa muodossa:

Perusproteiinit (histoni) (80-85 %)

Happamat (ei-histoni) proteiinit (15-20%).

Ei-histoniproteiinit muodostavat proteiiniverkoston karyoplasmassa (ydinmatriisissa) ja tarjoavat sisäisen järjestyksen kromatiinijärjestelylle. Histoniproteiinit muodostavat lohkoja, joista jokainen koostuu 8 molekyylistä. Näitä lohkoja kutsutaan nukleosomeiksi. DNA-fibrilli on kietoutunut nukleosomien ympärille. Histoniproteiinien tehtävät:

DNA-kromosomien erityinen asettelu

Proteiinisynteesin säätely.

Kromatiini (kreikan sanasta chroma - värimaali) on faasien välisen ytimen päärakenne, joka on erittäin hyvin maalattu perusväreillä ja määrittää ytimen kromatiinikuvion kullekin solutyypille.

Johtuen kyvystä värjäytyä hyvin erilaisilla väriaineilla ja erityisesti emäksisellä, tätä ytimen komponenttia kutsuttiin "kromatiiniksi" (Flemming 1880).

Kromatiini on kromosomien rakenteellinen analogi ja se edustaa faasien välisessä ytimessä DNA:ta kantavia kappaleita.

Morfologisesti erotetaan kaksi kromatiinityyppiä:

1) heterokromatiini;

2) eukromatiini.

Heterokromatiini(heterokromatiini) vastaa kromosomialueita, jotka ovat osittain tiivistyneet interfaasissa ja on toiminnallisesti inaktiivinen. Tämä kromatiini värjäytyy erittäin hyvin ja se näkyy histologisissa valmisteissa.

Heterokromatiini puolestaan ​​​​jaetaan:

1) rakenteellinen; 2) valinnainen.

Rakenteellinen heterokromatiini edustaa kromosomien alueita, jotka ovat jatkuvasti kondensoituneessa tilassa.

Valinnainen heterokromatiini on heterokromatiini, joka voi dekondensoitua ja muuttua eukromatiiniksi.

Euchromatin- nämä ovat kromosomialueita, jotka ovat dekondensoituneet interfaasissa. Tämä on toimivaa, toiminnallisesti aktiivista kromatiinia. Tämä kromatiini ei värjäyty, eikä sitä havaita histologisissa valmisteissa.

Mitoosin aikana kaikki eukromatiini tiivistyy maksimaalisesti ja tulee osaksi kromosomeja. Tänä aikana kromosomit eivät suorita mitään synteettisiä toimintoja. Tässä suhteessa solukromosomit voivat olla kahdessa rakenteellisessa ja toiminnallisessa tilassa:

1) aktiivisia (toimivia), joskus ne ovat osittain tai kokonaan dekondensoituneita ja heidän osallistumisensa ytimeen tapahtuu transkriptio- ja reduplikaatioprosessit;

2) inaktiiviset (ei-työ, metabolinen lepo), kun ne ovat maksimaalisesti tiivistyneet, ne suorittavat geneettisen materiaalin jakamisen ja siirtämisen tytärsoluihin.

Joskus joissakin tapauksissa koko kromosomi voi jäädä tiivistyneeseen tilaan interfaasin aikana, ja se näyttää sileältä heterokromatiinilta. Esimerkiksi yksi naisen kehon somaattisten solujen X-kromosomeista altistuu heterokromatisaatiolle alkion alkuvaiheessa (fragmentaation aikana), eikä se toimi. Tätä kromatiinia kutsutaan sukupuolikromatiiniksi tai Barr-kappaleiksi.

Eri soluissa sukupuolikromatiinilla on erilainen ulkonäkö:

a) neutrofiilisissä leukosyyteissä - eräänlainen koiveke;

b) limakalvon epiteelisoluissa - puolipallon muotoisen kyhmyn esiintyminen.

Sukupuolikromatiinin määritystä käytetään geneettisen sukupuolen määrittämiseen sekä yksilön karyotyypin X-kromosomien lukumäärän määrittämiseen (se on yhtä suuri kuin sukupuolikromatiinikappaleiden lukumäärä + 1).

Elektronimikroskooppiset tutkimukset paljastivat, että eristetyn interfaasikromatiinin valmisteet sisältävät 20-25 nm paksuja alkeiskromosomifibrillejä, jotka koostuvat 10 nm paksuisista fibrilleistä.

Kemiallisesti kromatiinifibrillit ovat monimutkaisia ​​deoksiribonukleoproteiinien komplekseja, joihin kuuluvat:

b) erityiset kromosomiproteiinit;

DNA:n, proteiinin ja RNA:n määrällinen suhde on 1:1,3:0,2. DNA:n osuus kromatiinivalmisteesta on 30-40 %. Yksittäisten lineaaristen DNA-molekyylien pituus vaihtelee epäsuorasti ja voi olla satoja mikrometrejä ja jopa senttimetrejä. DNA-molekyylien kokonaispituus yhden ihmissolun kaikissa kromosomeissa on noin 170 cm, mikä vastaa 6x10 -12 g.

Kromatiiniproteiinit muodostavat 60-70% sen kuivamassasta ja niitä edustaa kaksi ryhmää:

a) histoniproteiinit;

b) ei-histoniproteiinit.

Joo Histoniproteiinit (histonit) - emäksisiä aminohappoja (pääasiassa lysiiniä, arginiinia) sisältävät alkaliset proteiinit sijaitsevat epätasaisesti lohkojen muodossa DNA-molekyylin pituudella. Yksi lohko sisältää 8 histonimolekyyliä, jotka muodostavat nukleosomin. Nukleosomin koko on noin 10 nm. Nukleosomi muodostuu DNA:n tiivistymisestä ja superkiertymisestä, mikä johtaa kromosomaalisen fibrillin pituuden lyhenemiseen noin 5-kertaiseksi.

Joo Ei-histoniproteiinit muodostavat 20 % histonien määrästä ja interfaasisissa ytimet muodostavat ytimen sisällä rakenteellisen verkoston, jota kutsutaan ydinproteiinimatriiksi. Tämä matriisi edustaa tukirakennetta, joka määrittää ytimen morfologian ja metabolian.

Perikromatiinifibrillien paksuus on 3-5 nm, rakeiden halkaisija on 45 nm ja interkromatiinirakeiden halkaisija on 21-25 nm.