Kio estas cromatina: difino, strukturo kaj funkcio

Biokemio studoj en genetiko - grava maniero studi liaj ĉefaj komponantoj - genoj kaj kromosomoj. En ĉi tiu artikolo ni esploros pri kio cromatina, trovu lian strukturon kaj funkcion de la ĉelo.

Heredaĵo - la ĉefa proprieto de vivanta afero

Inter la ĉefaj procezoj kiuj karakterizas la organismoj kiuj vivas sur la tero, estas spirante, nutrado, kresko, elekto kaj reproduktado. La lasta funkcio estas la plej grava por la konservado de vivo sur nia planedo. Kiel ne memoras ke la unua ordono donita de Dio al Adam kaj Eva estis la jenaj: "Fruktu kaj multiĝu." Je la nivelo de ĉeloj genera funkcio estas farita kun acidaj nucleicos (konsistigaj substanco de kromosomoj). Ĉi tiuj strukturoj estos diskutita en kio sekvas.

Ni ankaŭ aldonos ke la konservado kaj transdono de genetika informo portita de la posteuloj de la sama mekanismo kiu ne dependas de la nivelo de organizo de individuoj, tio estas por virus kaj bakterioj, kaj ĝi estas universala por la homoj.

Kio estas la substanco de heredeco

En tiu papero ni studas la cromatina strukturo kaj funkcioj de kiuj estas rekte dependa de la organizo de la acidaj nucleicos molekuloj. Svisa sciencisto Miescher en 1869 komponaĵoj estis detektitaj en la nukleoj de ĉeloj de la imuna sistemo, elmetante ecoj de acidoj vokis ilin unua nukleina kaj acidaj nucleicos. De la vidpunkto de la kemio, ĝi macromoleculares komponaĵo - polimeroj. Ĉi tiuj monómeros estas nucleótidos havas la sekvan strukturon: a purine aŭ pirimidina bazo kaj pentosa restaĵo de orthophosphoric acido. Sciencistoj trovis ke du specoj de acidaj nucleicos povas ĉeesti en la ĉeloj: DNA kaj RNA. Ili complexed kun proteinoj por formi komponaĵon de kromosomoj. Kaj ankaŭ proteinojn, acidaj nucleicos multoblajn nivelojn de spaca organizo.

En 1953 la Nobel-premion estis Watson kaj Crick deĉifris la strukturo de DNA. Estas molekulo konsistas el du ĉenoj interkonektitaj de ligoj de hidrogeno levitaj inter nitrogenous bazoj sur la principo de komplementeco (kontraŭa adenina timina bazo lokita malo citosina - guanino). Cromatina strukturon kaj funkcion de kiu ni studas, la molekulo konsistas el acida desoxirribonucleico kaj ribonucleic diversaj agordoj. Sur ĉi tiu temo, ni diskutos pli detale en la sekcio "Niveloj de cromatina organizo."

Localisation de la substanco de heredeco en ĉelo

DNA ĉeestas en tiuj cytostructure kiel la kernon, kaj ankaŭ en orgánulos, kapablas divido - mitocondrias kaj cloroplastos. Ĉi tio estas pro la fakto ke tiuj orgánulos plenumi esencaj funkcioj en la ĉelo: ATP sintezo, kaj la sintezo de glukozo kaj oksigeno formado en planto ĉeloj. Sinteza orgánulos paŝi gepatroj duobligis ciklo de vivo. Tiel, la filino ĉeloj en mitosis (dividante ĉeloj somáticas) aŭ meiosis (la formado de spermo kaj ovoj) provizis la deziratan arsenalo ĉelo strukturoj provizas la ĉeloj kun nutrientes kaj energio.

Ribonucleic acido konsistas el unu ĉeno kaj havas pli malaltan molekula pezo ol DNA. Ŝi trovis kaj en la kerno kaj en hyaloplasm, kaj estas parto de multaj ĉelo orgánulos: ribosomas, mitocondrias, retículo endoplásmico, plástidos. Cromatina en tiuj orgánulos asociitaj kun histona proteino kaj parto de la plásmidos - cirkla fermita DNA molekuloj.

Cromatina strukturo kaj

Do ni establis ke la acidaj nucleicos enhavis en la substanco de kromosomoj - la strukturan unuoj de heredeco. Ilia cromatina sub la elektronika mikroskopo havas la formon de granular aŭ fibrecaj strukturoj. Ĝi enhavas, krom la DNA kaj eĉ RNA molekulojn, kaj proteinojn elmetante bazaj ecoj kaj nomis histonas. Ĉiuj supraj strukturoj estas parto de la nucleosome. Ili troviĝas en la kerno kaj la kromosomoj estas nomataj fibrils (fadeno-solenoides). Resumante ĉiuj supre, ni determini ke tiu cromatina. Tiu kompleksa kunmetaĵo de desoxirribonucleico acidoj kaj specifajn proteinojn - histonas. Ili, kiel la bobenoj, kiuj serpentumis duoble-senhelpaj DNA molekuloj formi nucleosome.

Niveloj de cromatina organizo

heredaĵo substanco havas malsaman strukturon, kiu dependas de multaj faktoroj. Ekzemple, sur kio stadio de la vivociklo spertas ĉelo: dividante la periodo (metoz aŭ meiosis), aŭ sintezaj presynthetic dum interfaco. De la formo de solenoide, aŭ fibrils, kiel la plej simplaj, estas plua compactación de cromatina. Heterocromatina - pli densa stato, estas formita en la intrón porciojn de la kromosomo, kiu ne eblas transskribo. Dum la resto ĉeloj - interfaco, kvankam ne estas bona divido procezo - heterocromatina karyoplasm situas en la kerno ekstercentre, proksime de lia membrano. Hermetikiganta nuklea enhavo postsynthetic stadio okazas en la vivociklo de ĉeloj, tio estas: Tuj antaŭ divido.

Kio determinas la condensación de materio de heredaĵo

Daŭrigante por esplori la demandon "Kio estas cromatina," esploristoj trovis ke ĝi dependas de la sigelo-histona proteinoj kiuj, kune kun la molekuloj de DNA kaj RNA en la nucleosome. Ili konsistas el kvar tipoj de proteinoj, nomitaj bovinoj kaj linker. Je la momento de transskribo (legado de informoj de geno per RNA) heredaĵo materialo malbone fanditaj, kaj estas nomita Eŭkromatino.

Nuntempe aparta disdonado de DNA molekuloj asociitaj kun histona proteinojn estas studitaj. Ekzemple, esploristoj trovis ke cromatina malsamaj loci de la sama kromosomo malsamaj niveloj de condensación. Ekzemple, en lokoj de alligiteco al la mitotic spindelon kromosomo filamentoj nomitaj centromeres, estas pli densa ol la telomeric sekcioj - fino loci.

Genoj-reguligistoj kaj cromatina

La koncepto de la reguligo de gene agado, kreita de franca genetikistoj Jacob kaj Monod, donas ideon de la ekzisto de areoj de acida desoxirribonucleico, en kiu ne ekzistas informoj pri la strukturo de la proteino. Ili plenumas pure burokrata - manaĝera funkcioj. Enoficigante genoj reguladores, tiuj partoj de la kromosomoj kutime en ĝia strukturo sen-histona proteinojn. Cromatina, la difino de kio estis efektivigita de secuenciación, estis nomita malfermita.

En plua studoj oni trovis, ke en tiuj loci troviĝas nucleótido sekvenco kiu malhelpi aliĝon al la DNA molekuloj de proteino partikloj. Tiaj partoj entenas la reguliga genoj estas: iniciatintoj ehansery activadores. La compactación de cromatina en ili estas alta, kaj la longo de tiuj sekcioj mezumoj proksimume 300 nm. Estas metodo por determini la biokemio malfermita cromatina en izolitaj kernoj en kiuj la uzo de DNA-ASE enzimo. Li rapide rompiĝas loci de kromosomoj, mankas-histona proteinojn. Cromatina en tiuj areoj estis nomita hipersensible.

La rolo de heredaĵo substanco

Kompleksaj inkluzive DNA, RNA kaj proteino nomita cromatina, implikita en ĉelo ontogenia kaj ŝanĝi lian komponadon laŭ la histo tipo kaj en la stadio de evoluo de organismo kiel tuto. Ekz-e, en la ĉeloj epiteliales de la haŭto tiaj genoj kiel ehanser kaj iniciatinto blokita proteinojn repressors, kaj tiuj reguligaj genoj en la secretoras ĉeloj de la intesta epitelio kaj estas aktiva en la areo de malferma cromatina. Sciencistoj, genetikistoj trovis ke en frakcio de DNA kiuj ne kodi proteinojn, respondecante pri pli ol 95% de la genoma homa. Tio signifas, ke la geno kontrolo estas multe pli ol tiuj, kiuj estas respondecaj por la sintezo de péptidos. La enkonduko de teknikoj kiel ekzemple DNA pecetoj kaj secuenciación permesis malkovri kio la cromatina, kaj rezulte, mapi la homa genaro.

Studoj de cromatina gravas en tiaj areoj de la scienco kiel homa genetiko kaj medicina genetiko. Tiu estas asociita kun akre pliigis nivelo de aperon de heredaj malsanoj - kiel geno kaj kromosomo. Frua detekto de tiuj sindromoj pliigas la procenton de pozitivaj prognozoj en ilia traktado.