Зміст
ДНК, речовина, відповідальна за експресію генетичного складу всіх живих організмів, - це довга вузька молекула, що складається з цукро-фосфатної основи, яка підтримує точну послідовність менших молекул, званих нуклеотидними основами. Клітини читають розділи ДНК, які називаються генами, щоб контролювати вироблення білків, що встановлюють характеристики клітини.
Хроматин і хромосоми - це різні форми одного і того ж матеріалу, які працюють, упаковуючи молекули ДНК, щоб вміститись і працювати в крихітних клітинах. Упаковка не є єдиною функцією хромосоми та хроматину. Він також може функціонувати, щоб допомогти регулювати експресію генів.
Виклик упаковки
Еукаріотичні організми, до яких належать усі, крім найпростіших форм життя, мають клітини, що містять центральну огороджену область, яку називають ядром. Більша частина ДНК клітини знаходиться в ядрі, що створює досить складне завдання. Якби ви простягли всю ДНК у клітині людини, вона поширилася б приблизно на 3 метри.
Природа знайшла спосіб забити всю цю ДНК в ядро, яке діаметром становить лише 1/100 000 метра. Клітина не тільки повинна щільно стискати ядерну ДНК, вона також повинна розумно розташовувати ДНК, щоб клітина могла отримати доступ до порцій, які вона хоче використовувати.
Визначення хроматину
Ми визначаємо хроматин за його складом та функцією. Хроматин - це комбінація ДНК, рибонуклеїнових кислот і білків, званих гістонами, які заповнюють клітинне ядро. Гістони прикріплюють і стискають подвійні спіральні нитки ДНК. Хроматин утворює бусиноподібні структури, які називаються нуклеосомами, ущільнюючи ДНК в шість разів.
Потім нитка з намистин згортається в порожнисту форму трубки, соленоїд, який в 40 разів компактніший. Хроматин може домогтися високої компресії частково, нейтралізуючи негативні електричні заряди, які переважають у всій молекулі ДНК, і які б інакше протистояли стисненню. Один тип хроматину, званий еухроматином, активно регулює активність гена, тоді як гетерохроматин утримує неактивні ділянки молекули ДНК, щільно пов'язані.
Коли ДНК щільно пов'язана, гени в цьому регіоні не можуть бути транскрибовані, оскільки механізми транскрипції (ферменти та інші молекули) фізично не можуть дістатися до гена. Коли хроматин слабко пов'язаний, з іншого боку, гени можна легше транскрибувати та експресувати.
Хромосоми
Хромосоми утворюються, коли клітина збирається ділитися, і в цей час хроматин, схожий на спагетті, стискається ще більше, в 10 000 разів. Отримане ущільнене тіло являє собою хромосому, яка зазвичай нагадує велику X. Чотири руки X з'єднуються в центральній частині, що називається центромером. Більшість людських клітин мають 46 хромосом у двох наборах по 23, кожен набір подарований батьком.
Хромосоми дублюються самі і рівномірно розподіляються в кожній дочірній клітині під час поділу клітин. Після закінчення ділення клітин хромосоми вступають у період, який називають інтерфазою, і повертаються назад у хроматинові нитки.
У прокаріотів є щось подібне до хромосом і хроматину, але це зовсім не те саме. Замість тих самих комплексів, які є в еукаріотів, прокаріоти просто "перекривають" свою ДНК, щоб вмістити її всередину клітини. У прокаріотів також є лише один «згусток» ДНК, який називається нуклеоїдом. Хоча є білки, пов’язані з цим переохолодженням, це не та сама структура або структура, як хроматин.
Функція хроматину: конденсуйте і розслабтеся
Транскрипція відбувається лише під час інтерфази. Під час транскрипції клітина копіює специфічні гени ДНК на РНК, які згодом перетворюються на білки. Під час інтерфази хроматин є відносно розслабленим, що дозволяє клітиновим апаратам транскрипції отримувати доступ до генів ДНК.
Евхроматин оточує гени, придатні до транскрипції і відіграє активну роль у цьому процесі. Гетерохоматин прикріплюється до неактивних частин молекули ДНК. Хроматин конденсується в хромосомах, а потім знову розслабляється, коли клітина чергується між поділом і інтерфазою.