Čo je chromatín: definícia, štruktúra a funkcia

Biochemické štúdie v genetike - dôležitý spôsob, študovať jej hlavných zložiek - génov a chromozómov. V tomto článku sa pozrieme na to, čo je chromatínu, zistiť jeho štruktúru a funkciu v bunke.

Dedičnosť - hlavná vlastnosť živej hmote

Medzi hlavné procesy, ktoré charakterizujú organizmy, ktoré žijú na Zemi, sú dýchanie, výživa, rast, výber a reprodukcie. Posledná funkcia je najdôležitejšia pre zachovanie života na našej planéte. Ako si nespomenúť, že prvé prikázanie daná od Boha, aby Adam a Eva bola nasledujúca: "Ploďte a množte sa" Na úrovni buniek sa generatívne funkcie vykonáva s nukleovými kyselinami (podstatné látky chromozómov). Tieto štruktúry budú diskutované v nasledujúcom texte.

Zároveň dodal, že uchovanie a prenos genetickej informácie nesenej potomkami rovnakého mechanizmu, ktorý nezávisí na úrovni organizácií jednotlivcov, ktorá je pre vírusy a baktérie, a to je univerzálny pre človeka.

Aká je podstata dedičnosti

V tomto článku sa študovať štruktúru chromatínu a funkcie, ktoré sú priamo závislé na organizáciu molekúl nukleových kyselín. Švajčiarsky vedec Miescher v 1869 zlúčenín boli zistené v jadrách buniek imunitného systému, vykazujúca vlastnosti kyselín nazýva je najprv nukleina a nukleové kyseliny. Z hľadiska chémia, IT Makromolekulové zlúčenina - polyméry. Tieto monoméry sú nukleotidy, ktoré majú nasledujúcu štruktúru: a purínové alebo pyrimidínová báza, a pentóza zvyšok kyseliny ortofosforečnej. Vedci zistili, že môžu byť prítomné v bunkách dva druhy nukleových kyselín: DNA a RNA. Sú v komplexe s proteínmi za vzniku zlúčeniny chromozómov. Rovnako ako proteíny, nukleové kyseliny majú viac úrovní priestorového usporiadania.

V roku 1953 bola Nobelova cena bola Watson a Crick rozlúštili štruktúru DNA. To je molekula skladajúca sa z dvoch reťazí prepojených vodíkovými väzbami vznikajúcich medzi dusíkatých báz na princípe komplementarity (naproti adenín tymín základne sa nachádza oproti cytozín - guanín). Chromatínu štruktúra a funkcie, ktoré študujeme, molekula obsahuje deoxyribonukleovej kyseliny a ribonukleovej rôzne konfigurácie. Na tomto čísle sa budeme zaoberať podrobnejšie v sekcii "úrovniach organizácie chromatínu."

Lokalizácia látky dedičnosti v bunke

DNA prítomné v týchto cytostructure ako jadro, a tiež v organel, ktoré sú schopné delenie - mitochondrií a chloroplastov. To je spôsobené tým, že tieto organely vykonávať základné funkcie v bunke: syntézu ATP, a syntézu glukózy a tvorby kyslíka v rastlinných bunkách. Syntetické organely krok rodič zdvojnásobiť životnosť. To znamená, že dcérske bunky v mitóze (delenie somatických buniek) alebo meiózy (tvorbu spermií a vajíčok), sa získa žiadaný arzenál bunkovej štruktúry poskytujú bunky s živín a energie.

ribonukleová kyselina sa skladá z jedného reťazca a má nižšiu molekulovú hmotnosť ako DNA. Zistila to ako v jadre a v hyaloplasm, a je súčasťou mnohých bunkových organel: ribozómy, mitochondrií, endoplazmatického retikula, plastidov. Chromatín v týchto organel spojených s Histon proteínom a časti plazmidov - kruhových uzavretých molekúl DNA.

Štruktúra chromatínu a

Tak sme zistili, že je nukleová kyselina obsiahnutá v látke chromozómov - štruktúrne jednotky dedičnosti. Ich chromatín pod elektrónovým mikroskopom má formu granúl alebo vláknitých štruktúr. Obsahuje okrem DNA, a dokonca aj molekuly RNA a proteíny, vykazujúce základné vlastnosti a pomenované históny. Všetky vyššie uvedené konštrukcie sú súčasťou nucleosome. Nachádzajú sa v jadre a chromozómy sa nazývajú fibrily (niť-solenoidy). Ak zhrnieme všetky vyššie uvedené sme sa zistiť, že tento chromatínu. Táto komplexná zlúčenina z deoxyribonukleovej kyseliny a špecifických proteínov - histónov. Tieto, rovnako ako cievky, sú navinuté molekuly DNA s dvojitým reťazcom za vzniku Nukleozóm.

Úrovne organizácie chromatínu

dedičnosť látka má inú štruktúru, ktorá závisí na mnohých faktoroch. Napríklad, na akej fáze životného cyklu podstupuje bunky: delenie doba (metoz alebo meiózy), alebo syntetické presynthetic počas Interfáza. Z tvaru solenoidu, alebo fibríl, ako je najjednoduchšie, je ďalší zhutnenie chromatínu. Heterochromatin - väčšia hustota stave, je vytvorená v intronové časti chromozómu, čo nie je možné transkripcie. Počas zvyšku buniek - prechodné štádia, keď nie je proces delenia - heterochromatinu karyoplasm nachádza v jadre po obvode, v blízkosti jeho membrány. Tesniace jadrovej zozbierané texty postsyntetické stupeň sa vyskytuje v životnom cykle bunky, tj. Bezprostredne pred rozdelením.

Čo určuje kondenzácii vec dedičnosti

Pokračovanie preskúmať na otázku "čo je chromatín," vedci zistili, že to závisí na tesnenie, Histon proteínov, ktoré, spolu s molekulami DNA a RNA v nucleosome. Skladajú sa zo štyroch typov proteínov, nazývaných kráv a linker. V okamihu transkripcie (čítanie informácií z génu prostredníctvom RNA) dedičnosť materiál zle tavený, a nazýva sa euchromatin.

V súčasnej dobe, najmä distribúcia molekúl DNA spojené s histonových proteínov sú študované. Napríklad výskumníci zistili, že chromatínu iný loci rovnakom chromozóme rôznych úrovniach kondenzácie. Napríklad v miestach uchytenia k vretienka chromozómu vlákien nazývaných centromér, je hustejšia než telomerickými sekcií - end loci.

Gény regulátory a chromatín

Pojem reguláciu génovej aktivity, vytvorený francúzskej genetiky Jacob a Monod, dáva predstavu o existencii oblastí deoxyribonukleovej kyseliny, v ktorom neexistuje informácie o štruktúre proteínu. Vystupujú čisto byrokratické - manažérske funkcie. Pomenovanie gény regulátory, tieto časti chromozómov obvykle vo svojej štruktúre chýba-histonových proteínov. Chromatínu, ktorého definícia bola vykonaná sekvenovaním, bol pomenovaný otvorené.

V ďalších štúdiách sa zistilo, že v týchto lokusov sa nachádza nukleotidovej sekvencie, ktorá zabráni vernosť DNA molekúl proteínových častíc. Takéto časti zahŕňajú regulačné gény sú: sprostredkovateľských ehansery aktivátorov. Zhutnenie chromatínu do nich je vysoká, a dĺžka týchto úsekov priemerov asi 300 nm. Existuje spôsob stanovenia biochemické otvorené chromatín v izolovaných jadrách, v ktorých je použitie DNA-ase enzýmu. Rýchlo sa pokazí loci chromozómov, chýba-histonové proteíny. Chromatínu v týchto oblastiach bol nazývaný precitlivení.

Úloha dedičnosti látky

Komplexy zahŕňajúce DNA, RNA a proteín nazvaný chromatínu, zapojené do bunkovej ontogenézy a mení svoje zloženie v závislosti od typu tkaniva a na stupni vývoja organizmu ako celku. Napr., V epitelových bunkách kože, ako gény, ako ehanser a promótor zablokované proteíny represor a týchto regulačných génov v sekrečných bunkách črevného epitelu a sú aktívne v oblasti otvoreného chromatínu. Vedci, genetici zistili, že za zlomok DNA, ktoré nekódují proteíny, čo predstavuje viac ako 95% ľudského genómu. To znamená, že regulácia génu je oveľa viac, než tie, ktoré sú zodpovedné za syntézu peptidov. Zavedenie techník, ako sú napríklad DNA čipy a sekvenovanie sa nechá zistiť, čo chromatín, a v dôsledku toho k mapovanie ľudského genómu.

Štúdia chromatínu je dôležité v týchto oblastiach vedy, ako sú ľudské genetiky a lekárskej genetiky. To je spojené s výrazne zvýšenou hladinou výskytu dedičných ochorení - ako je gén a chromozómu. Včasné odhalenie týchto syndrómov zvyšuje percento pozitívnych prognóz v ich liečbe.