Содержание
ДНК, вещество, отвечающее за выражение генетического состава всех живых организмов, представляет собой длинную узкую молекулу, состоящую из сахарофосфатного остова, которая поддерживает точную последовательность более мелких молекул, называемых нуклеотидными основаниями. Клетки читают участки ДНК, называемые генами, чтобы контролировать выработку белков, которые определяют характеристики клетки.
Хроматин и хромосомы - это разные формы одного и того же материала, которые работают, упаковывая молекулы ДНК, чтобы приспособиться и функционировать в крошечных клетках. Однако упаковка - не единственная функция хромосомы и хроматина. Он также может помочь регулировать экспрессию генов.
Упаковка Challenge
Эукариотические организмы, которые включают все, кроме самых простых форм жизни, имеют клетки, которые содержат центральную стенку, называемую ядром. Большая часть ДНК клетки находится в ядре, что создает довольно сложную задачу. Если бы вы вытянули всю ДНК в клетке человека, она бы простиралась примерно на 3 метра.
Природа нашла способ вбить всю эту ДНК в ядро диаметром всего 1/100 000 метра. Клетка должна не только плотно сжимать ядерную ДНК, она также должна разумно расположить ДНК так, чтобы клетка могла получить доступ к участкам, которые она хочет использовать.
Определение хроматина
Мы определяем хроматин по его составу и функции. Хроматин - это комбинация ДНК, рибонуклеиновых кислот и белков, называемых гистонами, которые заполняют ядро клетки. Гистоны прикрепляются к двойным спиральным нитям ДНК и сжимают их. Хроматин образует гранулоподобные структуры, называемые нуклеосомами, уплотняя ДНК в шесть раз.
Затем нить из бисера превращается в полую трубку, соленоид, который в 40 раз компактнее. Хроматин может достигать высокого сжатия частично путем нейтрализации отрицательных электрических зарядов, которые преобладают во всей молекуле ДНК и которые в противном случае могли бы противостоять сжатию. Один тип хроматина, называемый эухроматином, активно регулирует активность генов, в то время как гетерохроматин удерживает неактивные участки молекулы ДНК тесно связанными.
Когда ДНК тесно связана, гены в этой области не могут быть транскрибированы, поскольку механизм транскрипции (ферменты и другие молекулы) не может физически добраться до гена. С другой стороны, когда хроматин имеет слабую связь, гены легче транскрибируются и экспрессируются.
Хромосомы
Хромосомы образуются, когда клетка собирается делиться, и тогда спагетти-подобный хроматин сжимается еще больше, в 10 000 раз. Получающееся в результате сжатое тело представляет собой хромосому, которая обычно напоминает большой X. Четыре плеча X соединяются в центральной части, называемой центромером. Большинство человеческих клеток имеют 46 хромосом в двух наборах по 23, каждый из которых пожертвован родителем.
Хромосомы дублируются и равномерно распределяются по каждой дочерней клетке во время деления клетки. После завершения деления клетки хромосомы входят в период, называемый интерфазой, и возвращаются в цепи хроматина.
Прокариоты имеют нечто похожее на хромосомы и хроматин, но это не совсем то же самое. Вместо тех же комплексов, которые есть у эукариот, прокариоты просто «суперспирально» свою ДНК, чтобы вписать ее внутрь клетки. Прокариоты также имеют только один «кусок» ДНК, называемый нуклеоидом. Хотя есть некоторые белки, связанные с этим суперскручением, он не такой же структуры или структуры, как хроматин.
Функция хроматина: конденсировать и расслаблять
Транскрипция происходит только во время фазы. Во время транскрипции клетка копирует определенные гены ДНК на РНК, которую она впоследствии транслирует в белки. В интерфазе хроматин относительно расслаблен, что позволяет клеточному транскрипционному механизму получать доступ к генам ДНК.
Эухроматин окружает гены, подходящие для транскрипции, и играет активную роль в этом процессе. Гетерохоматин прикрепляется к неактивным частям молекулы ДНК. Хроматин конденсируется в хромосомы и затем снова расслабляется, когда клетки чередуются между делением и интерфазой.