Định nghĩa, cấu trúc và chức năng: chromatin là gì

nghiên cứu sinh hóa trong di truyền - một cách quan trọng để nghiên cứu thành phần chính của nó - gen và nhiễm sắc thể. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ xem xét là những gì chromatin, tìm hiểu cấu trúc và chức năng của nó trong tế bào.

Yếu tố di truyền - tài sản chính của vấn đề sống

Trong số các quá trình chính mà đặc trưng cho các sinh vật sống trên Trái Đất, đang thở, dinh dưỡng, tăng trưởng, lựa chọn và sinh sản. Chức năng cuối cùng là quan trọng nhất đối với việc bảo tồn sự sống trên hành tinh chúng ta. Làm thế nào không nhắc lại rằng điều răn thứ nhất do Thiên Chúa ban cho Adam và Eve là như sau: "Hãy sinh sôi nẩy nở." Ở cấp độ tế bào chức năng sinh sản được thực hiện với các axit nucleic (chất cấu thành của nhiễm sắc thể). Những cấu trúc này sẽ được thảo luận trong phần tiếp theo.

Chúng tôi cũng nói thêm rằng việc bảo tồn và truyền thông tin di truyền thực hiện bởi các hậu duệ của cơ chế tương tự mà không phụ thuộc vào mức độ tổ chức của các cá nhân, đó là cho vi rút và vi khuẩn, và nó mang tính phổ quát cho con người.

chất di truyền là gì

Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu cấu trúc nhiễm sắc thể và chức năng trong số đó là phụ thuộc trực tiếp vào việc tổ chức các phân tử axit nucleic. Thụy Sĩ khoa học Miescher năm 1869 các hợp chất được phát hiện trong các hạt nhân của các tế bào của hệ thống miễn dịch, tính chất của axit trưng bày gọi họ nukleina đầu tiên và sau đó axit nucleic. Từ góc độ của hóa học, nó phân tử hợp chất - polyme. Những monome là nucleotide có cơ cấu như sau: a purine hoặc cơ sở pyrimidin, và dư lượng pentose acid orthophosphoric. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng hai loại axit nucleic có thể có mặt trong các tế bào: DNA và RNA. Chúng được tạo phức với protein để tạo thành một hợp chất của nhiễm sắc thể. Cũng như protein, axit nucleic có nhiều cấp độ của tổ chức không gian.

Năm 1953 giải Nobel là Watson và Crick đã giải mã cấu trúc của ADN. Nó là một phân tử gồm hai chuỗi kết nối với nhau bởi liên kết hydro phát sinh giữa các căn cứ đạm trên nguyên tắc bổ sung (đối diện cơ sở thymine adenine nằm đối diện với cytosine - guanin). cấu trúc và chức năng của mà chúng tôi đang nghiên cứu nhiễm sắc thể, phân tử gồm một axit deoxyribonucleic và cấu hình khác nhau ribonucleic. Về vấn đề này, chúng tôi thảo luận chi tiết hơn trong phần "Mức độ tổ chức chromatin."

Nội địa hóa của các chất di truyền trong tế bào

DNA hiện diện trong những cytostructure làm nòng cốt, và cũng có trong bào quan, có khả năng phân chia - mitochondria và lục lạp. Điều này là do thực tế là những cơ quan thực hiện chức năng thiết yếu trong tế bào: tổng hợp ATP, và quá trình tổng hợp glucose và sự hình thành oxy trong tế bào thực vật. bào quan tổng hợp bước cha mẹ tăng gấp đôi vòng đời. Do đó, các tế bào con ở nguyên phân (phân chia tế bào soma) hoặc giảm phân (sự hình thành của tinh trùng và trứng) dành các cấu trúc tế bào kho vũ khí mong muốn cung cấp các tế bào với các chất dinh dưỡng và năng lượng.

axit ribonucleic bao gồm một chuỗi và có trọng lượng phân tử thấp hơn so với DNA. Cô tìm thấy cả trong nhân và trong hyaloplasm, và là một phần của nhiều bào quan tế bào: ribosome, ty lạp thể, lưới nội chất, plastid. Chromatin trong những cơ quan này kết hợp với protein histone và một phần của plasmid - đóng tròn phân tử DNA.

cấu trúc nhiễm sắc thể và

Vì vậy, chúng tôi đã thiết lập rằng axit nucleic chứa trong nội dung của nhiễm sắc thể - các đơn vị cấu trúc của di truyền. chromatin của họ dưới kính hiển vi điện tử có dạng hạt hoặc cấu trúc sợi. Nó chứa, bên cạnh những DNA, và thậm chí các phân tử RNA và protein trưng bày các đặc tính cơ bản và đặt tên histone. Tất cả những điều trên cấu trúc là một phần của nucleosome. Chúng được tìm thấy trong hạt nhân và các nhiễm sắc thể được gọi là sợi (thread-solenoid). Tóm tắt tất cả ở trên, chúng tôi xác định rằng nhiễm sắc thể này. Đây hợp chất phức tạp của axit deoxyribonucleic và các protein cụ thể - histone. Họ, giống như cuộn dây, được quấn phân tử DNA sợi kép để tạo thành một nucleosome.

Cấp của tổ chức chromatin

di truyền chất có cấu trúc khác nhau, mà phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Ví dụ, trên giai đoạn nào của chu kỳ tế bào trải qua cuộc sống: chia giai đoạn (metoz hoặc giảm phân), hoặc presynthetic tổng hợp trong interphase. Từ hình thức của một solenoid, hoặc sợi, như đơn giản nhất, có một nén chặt hơn nữa của nhiễm sắc thể. Dị - tình trạng dày đặc hơn, được hình thành trong các phần intron của nhiễm sắc thể, trong đó không thể sao chép. Trong các tế bào còn lại - interphase, khi không có quá trình phân chia - karyoplasm dị nằm trong nhân ngoại biên, gần màng của nó. Niêm phong nội dung hạt nhân giai đoạn postsynthetic xảy ra trong chu kỳ sống của các tế bào, ví dụ: ngay trước khi chia.

Điều gì quyết định sự ngưng tụ của vật chất di truyền

Tiếp tục khám phá những câu hỏi "là gì chromatin," các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng nó phụ thuộc vào các protein dấu-histone đó, cùng với các phân tử DNA và RNA trong nucleosome. Họ bao gồm bốn loại protein, được gọi là bò và mối liên kết. Tại thời điểm phiên mã (đọc thông tin từ gene thông qua RNA) vật liệu di truyền kém hợp nhất, và được gọi là euchromatin.

Hiện nay phân phối đặc biệt của phân tử ADN liên kết với protein histone đang được nghiên cứu. Ví dụ, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng nhiễm sắc locus khác nhau của nhiễm sắc thể cùng cấp độ khác nhau của sự ngưng tụ. Ví dụ, ở những nơi gắn bó với các sợi nhiễm sắc thể trục chính phân bào được gọi là tâm động, nó là nhiều dày đặc hơn các phần telomeric - cuối locus.

Gen-quản lý và nhiễm sắc thể

Khái niệm về quy chế hoạt động của gen, tạo ra bởi nhà di truyền học người Pháp Jacob và Monod, đưa ra một ý tưởng về sự tồn tại của khu vực của axit deoxyribonucleic, trong đó không có thông tin về cấu trúc của protein. Họ thực hiện một hoàn toàn quan liêu - chức năng quản lý. Đặt tên gen nhà quản lý, các bộ phận của các nhiễm sắc thể thường trong cấu trúc protein không có-histone của nó. Chromatin, định nghĩa trong đó được thực hiện bởi trình tự, được mệnh danh là mở.

Trong các nghiên cứu hơn nữa nó đã được tìm thấy rằng tại các locus nằm một chuỗi nucleotide mà ngăn chặn sự tuân thủ các phân tử DNA của các hạt protein. phần đó bao gồm các gen quy định là: quảng bá ehansery chất hoạt hoá. Là đầm chromatin vào đó là cao, và độ dài của các phần này trung bình khoảng 300 nm. Có một phương pháp để xác định nhiễm sắc thể mở sinh hóa trong hạt nhân bị cô lập, trong đó việc sử dụng các enzyme DNA-ase. Ông nhanh chóng bị phá vỡ locus của nhiễm sắc thể, protein thiếu-histone. Chromatin trong các khu vực này đã được gọi là quá nhạy cảm.

Vai trò của chất di truyền

Phức bao gồm DNA, RNA và protein được gọi là nhiễm sắc thể, tham gia vào ontogeny tế bào và làm thay đổi thành phần của nó tùy thuộc vào loại mô và giai đoạn phát triển của một sinh vật nói chung. Ví dụ, trong các tế bào biểu mô của da gen như ehanser và promoter chặn protein repressors, và những gen quy định trong các tế bào bài tiết của biểu mô ruột và đang hoạt động trong lĩnh vực chromatin mở. Các nhà khoa học, nhà di truyền học phát hiện ra rằng ở một phần nhỏ ADN không mã hóa protein, chiếm hơn 95% bộ gen của con người. Điều này có nghĩa rằng sự kiểm soát gen là nhiều hơn so với những người có trách nhiệm tổng hợp các peptide. Sự ra đời của các kỹ thuật như chip DNA và trình tự cho phép để tìm hiểu những gì các nhiễm sắc thể, và kết quả là, để lập bản đồ gen của con người.

Các nghiên cứu về nhiễm sắc thể là rất quan trọng trong các lĩnh vực khoa học như di truyền của con người và di truyền học y tế. Này được liên kết với một mức tăng đột biến xảy ra các bệnh di truyền - gen thích và nhiễm sắc thể. Việc phát hiện sớm những hội chứng tăng tỷ lệ dự báo tích cực trong việc điều trị của họ.