Apa yang chromatin: kejelasan, struktur dan fungsi

kajian biokimia dalam genetik - satu cara yang penting untuk mengkaji komponen utamanya - gen dan kromosom. Dalam artikel ini kita akan melihat apa yang chromatin, mengetahui struktur dan fungsinya dalam sel.

Keturunan - harta utama perkara hidup

Antara proses utama yang mencirikan organisma yang hidup di bumi, bernafas, pemakanan, pertumbuhan, pemilihan dan pembiakan. Fungsi terakhir adalah yang paling penting untuk memelihara kehidupan di planet kita. Bagaimana tidak ingat bahawa perintah pertama yang diberikan oleh Allah kepada Adam dan Hawa adalah yang berikut: ". Beranakcuculah dan bertambah banyak" Pada tahap sel fungsi generatif dilakukan dengan asid nukleik (bahan konstituen kromosom). Struktur ini akan dibincangkan dalam apa yang berikut.

Kami juga menambah bahawa pemuliharaan dan penyebaran maklumat genetik yang dibawa oleh keturunan mekanisme yang sama yang tidak bergantung kepada tahap organisasi individu, iaitu untuk virus dan bakteria, dan ia adalah universal kepada manusia.

Apakah bahan keturunan

Dalam karya ini kita mengkaji struktur chromatin dan fungsi yang secara langsung bergantung kepada organisasi molekul asid nukleik. Swiss saintis Miescher pada tahun 1869 kompaun telah dikesan dalam nukleus sel-sel sistem imun, mempamerkan sifat-sifat asid memanggil mereka nukleina pertama dan asid kemudian nukleik. Dari sudut pandangan kimia, ia makromolekul kompaun - polimer. Ini monomer adalah nukleotida mempunyai struktur yang berikut: a purin atau asas pyrimidine, dan baki pentosa asid orthophosphoric. Saintis telah mendapati bahawa dua jenis asid nukleik boleh hadir di dalam sel: DNA dan RNA. Mereka complexed dengan protein untuk membentuk sebatian kromosom. Serta protein, asid nukleik mempunyai pelbagai peringkat organisasi spatial.

Pada tahun 1953 Hadiah Nobel adalah Watson dan Crick ditafsirkan struktur DNA. Ia adalah molekul terdiri daripada dua rantai saling oleh ikatan hidrogen yang timbul di antara asas nitrogenous pada prinsip saling melengkapi (bertentangan asas thymine adenina terletak bertentangan sitosin - guanine). struktur Chromatin dan fungsi yang kita belajar, molekul terdiri daripada asid deoksiribonukleik dan pelbagai konfigurasi ribonucleic. Mengenai isu ini, kita membincangkan dengan lebih terperinci dalam bahagian "Tahap organisasi chromatin."

Penyetempatan bahan keturunan dalam sel

DNA di dalam cytostructure ini sebagai teras, dan juga dalam organel, mampu bahagian - mitokondria dan kloroplas. Ini adalah disebabkan oleh hakikat bahawa organel ini melaksanakan fungsi-fungsi penting di dalam sel: sintesis ATP, dan sintesis glukosa dan pembentukan oksigen di dalam sel tumbuhan. organel sintetik langkah ibu bapa dua kali ganda kitaran hayat. Oleh itu, sel-sel anak perempuan di mitosis (membahagikan sel-sel somatik) atau meiosis (pembentukan sperma dan ovum) diberikan struktur sel senjata dikehendaki menyediakan sel-sel dengan nutrien dan tenaga.

asid ribonucleic terdiri daripada satu rantai dan mempunyai berat molekul yang lebih rendah daripada DNA. Beliau mendapati kedua-dua dalam nukleus dan hyaloplasm, dan merupakan sebahagian daripada banyak organel sel: ribosom, mitokondria, retikulum endoplasma, plastids. Chromatin dalam organel ini dikaitkan dengan protein histone dan sebahagian daripada plasmid - bulat tertutup molekul DNA.

struktur Chromatin dan

Oleh itu, kita telah menetapkan bahawa asid nukleik yang terkandung dalam bahan kromosom - unit struktur keturunan. chromatin mereka di bawah mikroskop elektron mempunyai bentuk berbutir atau struktur filamen. Ia mengandungi, selain DNA, dan juga molekul RNA dan protein mempamerkan ciri asas dan dinamakan histon. Semua di atas struktur adalah sebahagian daripada nucleosome. Mereka dijumpai dalam nukleus dan kromosom dipanggil gentian halus (thread-solenoid). Meringkaskan semua di atas, kita menentukan bahawa chromatin ini. Ini sebatian kompleks asid deoksiribonukleik dan protein tertentu - histon. Mereka, seperti gegelung, luka molekul DNA dua terkandas untuk membentuk nucleosome a.

Peringkat organisasi chromatin

keturunan bahan mempunyai struktur yang berbeza, yang bergantung kepada banyak faktor. Sebagai contoh, pada apa peringkat sel kitaran menjalani kehidupan: membahagikan tempoh (metoz atau meiosis), atau presynthetic sintetik semasa interfasa. Dari bentuk solenoid, atau gentian halus, sebagai yang paling mudah, terdapat pemadatan lagi chromatin. Heterochromatin - keadaan yang lebih padat, terbentuk di bahagian intron kromosom, yang tidak mungkin transkripsi. Semasa sel-sel lain - interfasa, apabila tiada proses pembahagian - karyoplasm heterochromatin bertempat di nukleus peripherally, berhampiran membran. Kedap kandungan nuklear peringkat postsynthetic berlaku dalam kitaran hidup sel, iaitu sebaik sebelum pembahagian.

Apa yang menentukan pemeluwapan perkara keturunan

Terus meneroka soalan "apa yang chromatin," penyelidik mendapati bahawa ia bergantung kepada protein meterai-histone yang, bersama-sama dengan molekul DNA dan RNA dalam nucleosome itu. Mereka terdiri daripada empat jenis protein, dipanggil lembu dan pemaut. Pada masa ini transkripsi (membaca maklumat daripada gen melalui RNA) bahan keturunan kurang bersatu, dan dipanggil euchromatin.

Kini pengedaran tertentu molekul DNA yang berkaitan dengan protein histone sedang dikaji. Sebagai contoh, penyelidik mendapati bahawa chromatin lokus berbeza kromosom yang sama tahap yang berbeza pemeluwapan. Sebagai contoh, di tempat-tempat lampiran kepada filamen kromosom gelendong mitosis dipanggil sentromer, ia adalah lebih tumpat daripada bahagian telomeric - akhir lokus.

Genes-pengawal selia dan chromatin

Konsep pengawalan aktiviti gen, yang dicipta oleh pakar genetik Perancis Yakub dan Monod, memberi idea tentang kewujudan bidang asid deoksiribonukleik, di mana tidak ada maklumat mengenai struktur protein. Mereka melakukan semata-mata birokrasi - fungsi pengurusan. Menamakan gen pengawal selia, bahagian-bahagian kromosom biasanya dalam struktur protein tanpa-histone itu. Chromatin, definisi yang telah dijalankan oleh penjujukan, dinamakan terbuka.

Dalam kajian lanjut didapati bahawa di lokus ini terletak urutan nukleotida yang menghalang pematuhan kepada molekul DNA zarah protein. bahagian itu terdiri daripada gen pengawal adalah: promoter ehansery activators. Pemadatan Chromatin ke dalam mereka adalah tinggi, dan panjang ini ialah bahagian kira-kira 300 nm. Terdapat satu kaedah untuk menentukan chromatin terbuka biokimia dalam nukleus terpencil di mana penggunaan enzim DNA-ase. Dia cepat rosak lokus kromosom, protein kekurangan-histone. Chromatin di kawasan-kawasan telah dipanggil hipersensitif.

Peranan bahan keturunan

Kompleks termasuk DNA, RNA dan protein yang dipanggil chromatin, yang terlibat dalam ontogeny sel dan mengubah komposisinya bergantung kepada jenis tisu dan pada peringkat pembangunan organisma secara keseluruhan. Contohnya, dalam sel-sel epitelium kulit gen seperti ehanser dan promoter disekat protein repressors, dan ini gen pengawal dalam sel-sel yg epitelium usus dan aktif dalam bidang chromatin terbuka. Saintis, pakar genetik mendapati bahawa di sebahagian kecil daripada DNA yang tidak mengekod protein, mencakupi lebih 95% daripada genom manusia. Ini bermakna bahawa kawalan gen adalah lebih daripada mereka yang bertanggungjawab untuk sintesis peptida. Pengenalan teknik seperti cip DNA dan penjujukan dibenarkan untuk mengetahui apa chromatin, dan hasilnya, untuk memetakan genom manusia.

Kajian chromatin adalah penting dalam bidang sains seperti genetik manusia dan genetik perubatan. Ini dikaitkan dengan tahap yang meningkat secara mendadak berlakunya penyakit keturunan - gen seperti dan kromosom. Pengesanan awal sindrom ini meningkatkan peratusan ramalan positif dalam rawatan mereka.