Vad är kromatin: definition, struktur och funktion

Biokemiska studier i genetik - ett viktigt sätt att studera dess huvudkomponenter - gener och kromosomer. I denna artikel kommer vi att titta på vad som är kromatin, ta reda på dess struktur och funktion i cellen.

Ärftlighet - den viktigaste egenskapen av levande materia

Bland de viktigaste processer som kännetecknar de organismer som lever på jorden, andas, näring, tillväxt, urval och reproduktion. Den sista funktionen är den viktigaste för bevarandet av liv på vår planet. Hur man inte att påminna om att det första budet som ges av Gud Adam och Eva var följande: "Var fruktsamma och föröka sig" På nivån av celler generativ funktion utförs med nukleinsyror (en beståndsdel av kromosomer). Dessa strukturer kommer att diskuteras i det följande.

Vi lägger också att bevarandet och överföring av genetisk information som bärs av ättlingar till samma mekanism som inte är beroende av nivån på organisationen av individer, är det för virus och bakterier, och det är universell för människor.

Vad är innehållet i ärftlighet

I denna uppsats studerar vi kromatin struktur och funktioner som är direkt beroende av organisationen av nukleinsyramolekyler. Swiss vetenskapsman Miescher i 1869 föreningar detekterades i kärnan av celler i immunsystemet, som uppvisar egenskaper av syror kallade dem först nukleina och sedan nukleinsyror. Från ståndpunkten av kemi, it makromolekylär förening - polymerer. Dessa monomerer är nukleotider som har följande struktur: en purin- eller pyrimidinbas, och pentosresten av ortofosforsyra. Forskare har funnit att två typer av nukleinsyror kan vara närvarande i cellerna: DNA och RNA. De är komplexbundna med proteiner för att bilda en förening med kromosomer. Såväl som proteiner, nukleinsyror har flera nivåer av rumslig organisation.

I 1953 var Nobelpriset Watson och Crick dechiffreras strukturen av DNA. Det är en molekyl som består av två kedjor sammanbundna genom vätebindningar uppstår mellan kvävehaltiga baser på principen om komplementaritet (mittemot adenin tyminbas belägen motsatt cytosin - guanin). Kromatin struktur och funktion som vi studerar, innefattar molekylen en deoxiribonukleinsyra och ribonukleinsyror olika konfigurationer. I denna fråga, vi diskutera mer i detalj i avsnittet "nivåer av kromatin organisation."

Lokalisering av innehållet i ärftlighet i en cell

DNA närvarande i dessa cytostructure som kärna, och även i organeller, som kan division - mitokondrier och kloroplaster. Detta beror på det faktum att dessa organeller utför väsentliga funktioner i cellen: ATP-syntesen, och syntesen av glukos och syre bildning i växtceller. Syntetiska organ steg förälder fördubblats livscykel. Sålunda, dottercellerna vid mitos (delande somatiska celler) eller meios (bildningen av spermier och ägg) gav den önskade arsenal cellstrukturer ger cellerna med näringsämnen och energi.

Ribonukleinsyra består av en kedja och har en lägre molekylvikt än DNA. Hon fann både i kärnan och hyaloplasm, och är en del av många cellorganeller: ribosomer, mitokondrier, endoplasmatiska nätverket, plastider. Kromatin i dessa organeller som är förknippade med histon protein och en del av plasmiderna - cirkulära slutna DNA-molekyler.

Kromatinstruktur och

Så vi har konstaterat att den nukleinsyra som finns i innehållet i kromosomer - de strukturella enheter av arvsmassa. Deras kromatin under elektronmikroskopet har formen av granulära eller trådformiga strukturer. Den innehåller, förutom den DNA, och till och med RNA-molekyler och proteiner som uppvisar basiska egenskaper och namngivna histoner. Alla ovanstående strukturer är en del av nukleosomen. De finns i kärnan och kromosomerna kallas fibriller (gäng solenoider). Summera alla ovanstående, bestämmer vi att detta kromatin. Denna komplexa förening av deoxiribonukleinsyror och specifika proteiner - histoner. De, liksom spolarna, lindas dubbelsträngade DNA-molekyler för att bilda en nukleosomen.

Nivåer av kromatin organisation

ärftlighet substansen har en annan struktur, vilket beror på många faktorer. Till exempel, på vilket skede av livscykeln som undergår cell: dividera period (metoz eller meios), eller syntetisk presynthetic under interfas. Från form av en solenoid, eller fibriller, som den mest enkla, det finns en ytterligare kompaktering av kromatin. Heterokromatin - en tätare tillstånd, bildas i intron delarna av kromosomen, vilket inte är möjligt transkription. Under resten cellerna - inter när det inte finns någon division process - heterokromatin karyoplasm ligger i kärnan perifert, nära dess membran. Tätnings nukleära innehållet postsynthetic skede sker i livscykeln för celler, dvs omedelbart före division.

Vad avgör kondensation av frågan om ärftlighet

Fortsätter att utforska frågan "vad är kromatin" Forskarna fann att det beror på den förseglings histon proteiner som tillsammans med molekyler av DNA och RNA i nukleosomen. De består av fyra typer av proteiner, så kallade kor och linker. Vid tidpunkten för transkription (läsning av information från gen via RNA) ärftlighetsmaterialet dåligt fuserad, och kallas eukromatin.

Närvarande speciella fördelningen av DNA-molekyler som är förknippade med histonproteiner studeras. Till exempel, fann forskarna att kromatin olika loci av samma kromosom olika nivåer av kondens. Till exempel på platser för bindning till mitotiska spindelkromosom trådar kallas centromerer är det tätare än den telomera sektioner - end loci.

Genes-regulatorer och kromatin

Begreppet regleringen av genaktivitet, skapad av franska genetiker Jacob och Monod, ger en uppfattning om att det finns områden av deoxiribonukleinsyra, i vilken det inte finns någon information om strukturen av proteinet. De utför en rent byråkratiska - ledande funktioner. Namngivning gener regulatorer, dessa delar av kromosomerna vanligtvis i dess struktur saknar-histonproteiner. Kromatin vars definition utfördes av sekvensering, hette öppen.

I ytterligare studier fann man att vid dessa loci är belägna en nukleotidsekvens som förhindra vidhäftning till DNA-molekyler av proteinpartiklar. Sådana delar innefattar de regulatoriska generna är: promotorer ehansery aktivatorer. Packning av kromatin i dem är hög, och längden av dessa sektioner i medeltal omkring 300 nm. Det finns en metod för att bestämma den biokemiska öppen kromatin i isolerade kärnor i vilka användningen av DNA-as enzym. Han bryter snabbt ner loci av kromosomer, saknar-histonproteiner. Kromatin inom dessa områden har kallats överkänslig.

Rollen av ärftlighet substans

Komplex inkluderande DNA, RNA och protein som kallas kromatin, involverade i cell ontogeni och förändrar sin sammansättning beroende på vilken typ vävnad och på scenen av utvecklingen av en organism som en helhet. T ex i de epiteliala cellerna i huden sådana gener som ehanser och promotor blockerade proteiner repressorer, och dessa regulatoriska gener i de sekretoriska cellerna i tarmepitelet och är aktiva inom området för öppen kromatin. Forskare, genetiker funnit att till en bråkdel av DNA som inte kodar för proteiner och står för över 95% av det humana genomet. Detta innebär att genen kontrollen är mycket mer än de som är ansvariga för syntes av peptider. Införandet av tekniker såsom DNA-chips och sekvense får reda på vad kromatin, och som ett resultat, för att kartlägga det mänskliga genomet.

Studier av kromatin är viktigt i sådana vetenskapsområden som humangenetik och medicinsk genetik. Detta är associerat med en kraftigt ökad nivå av förekomst av ärftliga sjukdomar - som genen och kromosom. Tidig upptäckt av dessa syndrom ökar andelen positiva prognoser i deras behandling.