Какво е хроматина: дефиниция, структура и функция

Биохимични изследвания в генетиката - важен начин да учи неговите основни компоненти - гените и хромозомите. В тази статия ще разгледаме какво е хроматина, разберете неговата структура и функция в клетката.

Наследственост - основното свойство на живата материя

Сред основните процеси, които характеризират организмите, които живеят на Земята, са дишане, хранене, растеж, селекция и репродукция. Последната функция е най-важното за запазване на живота на нашата планета. Как да не си припомним, че първата заповед, дадена от Бог на Адам и Ева бе следното: ". Плодете се и множете" На нивото на клетки генеративен функция се извършва с нуклеинови киселини (вещество от хромозоми). Тези структури ще бъдат обсъдени в това, което следва.

Ние също така добави, че съхраняването и предаването на генетичната информация, носена от потомците на същия механизъм, който не зависи от нивото на организация на физическите лица, който е за вируси и бактерии, и тя е универсална за хората.

Каква е същността на наследственост

В този документ се проучи структурата на хроматин и функциите, които са пряко зависими от организацията на молекули на нуклеинова киселина. Швейцарски учен Miescher през 1869 г. съединения са открити в ядрата на клетките на имунната система, проявяващи свойства на киселини ги нарича първа nukleina и след това нуклеинови киселини. От гледна точка на химията, той макромолекулни съединения - полимери. Тези мономери са нуклеотиди, имащи следната структура: пуринова или пиримидинова база, и пентоза остатък на ортофосфорна киселина. Учените са установили, че два вида нуклеинови киселини могат да присъстват в клетките: ДНК и РНК. Те са в комплекс с протеини, за да се образува съединение с хромозоми. Както и протеини, нуклеинови киселини имат няколко нива на пространствена организация.

През 1953 г. Нобелова награда е Watson и Crick разчетени структурата на ДНК. Това е молекула се състои от две вериги, свързани помежду си чрез водородни връзки, възникващи между азотни основи на принципа на комплементарността (срещу аденин тимин база намира срещу цитозин - гуанин). Хроматинова структура и функция на които изучават, молекулата съдържа дезоксирибонуклеинова киселина и рибонуклеинови различни конфигурации. По този въпрос, да обсъдим по-подробно в раздел "Нива на хроматина организация."

Локализация на веществото на наследственост в клетка

ДНК присъства в тези cytostructure като ядро, а също и в органели, в състояние на разделяне - митохондриите и хлоропласти. Това се дължи на факта, че тези органели изпълняват важни функции в клетката: АТР синтеза, и синтез на глюкоза и образуване на кислород в растителни клетки. Синтетични органели стъпка майка удвои жизнен цикъл. Така дъщерните клетки в митоза (разделящи соматични клетки) или мейоза (образуването на сперматозоиди и яйцеклетки) дава желания арсенал клетъчни структури осигуряват на клетките с хранителни вещества и енергия.

Рибонуклеинова киселина се състои от една верига и има по-ниско молекулно тегло от ДНК. Тя намери както в ядрото и в hyaloplasm, и е част от много клетъчни органели: рибозоми, митохондрии, ендоплазмен ретикулум, пластиди. Хроматин в тези органели, свързани с хистон протеин и част от плазмидите - кръгови затворени ДНК молекули.

Хроматиново структура и

Така че ние сме установили, че нуклеиновата киселина, съдържаща се в същността на хромозомите - структурните звена на наследственост. Тяхната хроматин под електронен микроскоп има формата на гранули или нишковидни структури. Той съдържа освен ДНК и дори РНК молекули и протеини, проявяващи основни свойства и именувани хистони. Всички по-горе структури са част от нуклеозомът. Те се намират в ядрото, а хромозомите се наричат нишки (нишки соленоиди). Обобщавайки всички по-горе, като установим, че този хроматин. Това комплексно съединение на дезоксирибонуклеинова киселина и специфични протеини - хистони. Те, като намотките, са навити двойноверижни ДНК молекули, за да се образува нуклеозома.

Нива на хроматина организация

наследственост вещество има различна структура, която зависи от много фактори. Например, на какъв етап от живота, подложен на цикъл клетката: разделяне на периода (metoz или мейоза) или синтетичен presynthetic по време на интерфазата. От формата на електромагнитен или фибрили, като най-простите, има допълнително уплътняване на хроматина. Хетерохроматин - по-гъста състояние, е оформен в части интрон на хромозомата, което не е възможно транскрипция. По време на клетките останалите - междинна фаза, когато няма процес дивизия - хетерохроматина karyoplasm намира в ядрото периферно, в района на неговата мембрана. Запечатването ядрени съдържание postsynthetic етап възниква в жизнения цикъл на клетките, т.е. непосредствено преди дивизия.

Какво определя кондензацията на въпрос на наследственост

Продължавайки да проучи въпроса "Какво е хроматин", изследователите са открили, че това зависи от тюлени-хистон протеини, които, заедно с молекулите на ДНК и РНК в нуклеозомът. Те се състоят от четири вида протеини, наречени крави и линкер. В момента на транскрипция (четене на информация от ген чрез РНК) наследственост материал слабо кондензиран, и се нарича euchromatin.

Понастоящем специално разпределение на ДНК молекули, свързани с хистонови протеини са проучени. Например, изследователи са открили, че хроматин различни локуси на същите хромозомни различните нива на кондензация. Така например, в местата на свързване на митотичното вретено хромозомни нишки, наречени центромери, че е по-плътен от теломерния секции - край локуси.

Гени-регулатори и хроматин

Концепцията за регулиране на генна активност, създадена от френски генетиците Джейкъб и Моно, дава представа за съществуването на области на дезоксирибонуклеинова киселина, в които няма информация за структурата на протеина. Те изпълняват чисто бюрократични - управленски функции. Naming гени регулатори, тези части на хромозомите обикновено в неговата структура лишен-хистонови протеини. Хроматиново, за определянето на които е извършена чрез секвениране, е обявен за открит.

В по-нататъшни проучвания е установено, че при тези локуси са разположени нуклеотидна последователност, която предотврати придържане към ДНК молекулите на протеинови частици. Тези части включват регулаторни гени са: промотори ehansery активатори. Уплътняването на хроматиново в тях е висока, а дължината на тези секции средно около 300 нм. Съществува метод за определяне на биохимичен отворен хроматина в изолираните ядра, в които използването на ДНК-аза ензим. Той бързо се разпада локуси на хромозомите, липсва-хистонови протеини. Хроматиново в тези области е наречен свръхчувствителни.

Ролята на наследствеността вещество

Комплекси, включващи ДНК, РНК и протеин, наречен хроматин, включени в клетъчната онтогенията и променят състава в зависимост от вида на тъканта и от стадия на развитие на организма като цяло. Например в епителните клетки на кожата такива гени като ehanser и промотор блокиран протеини репресори и тези регулаторни гени в секреторни клетки на чревния епител и са активни в областта на отворен хроматин. Учените, генетиците откриха, че на част от ДНК, които не кодират протеини, които представляват над 95% от човешкия геном. Това означава, че контролът на ген е много повече от тези, които са отговорни за синтеза на пептиди. Въвеждането на техники, като например ДНК чипове и последователността позволи да разберете какво хроматина, и в резултат на това да картографира човешкия геном.

Изследванията на хроматина е важно в такива области на науката като човешката генетика и медицинска генетика. Това е свързано с рязко повишаване на нивото на възникване на наследствени заболявания - ген и хромозома. Ранното откриване на тези синдроми увеличава процентът на положителните прогнози в тяхното лечение.