Wat is chromatine: definitie, de structuur en functie

Biochemische studies in genetica - een belangrijke manier om de belangrijkste componenten te bestuderen - genen en chromosomen. In dit artikel zullen we kijken naar wat is chromatine, te weten de structuur en functie in de cel.

Erfelijkheid - de belangrijkste eigenschap van levende materie

Een van de belangrijkste processen die de organismen die leven op de aarde, zijn ademhaling, voeding, groei, de selectie en voortplanting te karakteriseren. De laatste functie is het meest belangrijk voor het behoud van het leven op onze planeet. Hoe niet te herinneren dat het eerste gebod van God aan Adam en Eva was de volgende: "Weest vruchtbaar en vermenigvuldigt" Op celniveau voortplantingsfunctie wordt uitgevoerd met nucleïnezuren (bestanddeel chromosomen). Deze structuren zullen in het vervolg worden besproken.

We hebben ook aan toevoegen dat het behoud en de overdracht van genetische informatie door de afstammelingen van hetzelfde mechanisme dat niet afhankelijk is van het niveau van de organisatie van de personen wordt geboden, dat is voor virussen en bacteriën, en het is universeel voor de mens.

Wat is de inhoud van de erfelijkheid

In dit artikel bestuderen we de chromatinestructuur en functies die direct afhankelijk van de ordening van nucleïnezuurmoleculen. Zwitserse wetenschapper Miescher 1869 verbindingen werden gedetecteerd in de kernen van cellen van het immuunsysteem, vertoont eigenschappen van zuren noemde ze eerst nukleina en nucleïnezuren. Vanuit het standpunt van de chemie het macromoleculaire verbinding - polymeren. Deze monomeren nucleotiden met de volgende structuur: een purine- of pyrimidinebase en pentose residu van orthofosforzuur. Wetenschappers hebben ontdekt dat twee soorten nucleïnezuren in de cellen aanwezig kunnen zijn: DNA en RNA. Ze gecomplexeerd met eiwitten voor een verbinding met chromosomen. Alsook eiwitten, nucleïnezuren meerdere niveaus van ruimtelijke organisatie.

In 1953 werd de Nobelprijs Watson en Crick ontcijferd de structuur van DNA. Het is een molecule samengesteld uit twee ketens verbonden door waterstofbindingen die tussen stikstofbasen op het complementariteitsbeginsel (tegenover adenine thymine base tegenover cytosine - guanine). Chromatinestructuur en functie verderop onderzoeken we het molecuul een deoxyribonucleïnezuur en ribonucleïne verschillende configuraties. Op dit punt, bespreken we in meer detail in de sectie "Levels van chromatine organisatie."

Lokalisatie van de stof van de erfelijkheid in een cel

DNA aanwezig in deze cytostructure als de kern en organellen ook in staat is tot splitsing - mitochondria en chloroplasten. Dit komt door het feit dat deze organellen vervullen belangrijke functies in de cel: ATP synthese en de synthese van glucose en vorming van zuurstof in plantencellen. Synthetische organellen stapouder verdubbeld levenscyclus. Dus de dochtercellen bij mitose (delende somatische cellen) of meiose (vorming van sperma en eicellen) leverde het gewenste arsenaal celstructuren verschaffen de cellen van voedingsstoffen en energie.

Ribonucleïnezuur uit een ketting en een lager molecuulgewicht dan DNA. Ze vond zowel in de kern en in hyaloplasm, en is onderdeel van een groot aantal celorganellen: ribosomen, mitochondria, endoplasmatisch reticulum, plastiden. Chromatine in deze organellen geassocieerd met histon eiwit en een deel van de plasmiden - circulaire gesloten DNA-moleculen.

Chromatinestructuur en

Dus we hebben vastgesteld dat het nucleïnezuur in de substantie van chromosomen - de structurele eenheden van de erfelijkheid. Hun chromatine onder de elektronenmicroscoop heeft de vorm van korrels of filamenteuze structuren. Hij naast het DNA, en zelfs RNA-moleculen en eiwitten vertonen basiseigenschappen en genoemd histonen. Alle bovenstaande structuren maken deel uit van het nucleosoom. Ze worden gevonden in de kern en de chromosomen worden fibrillen (draadvormige solenoïdes) genoemd. Samenvattend al het bovenstaande, bepalen we dat dit chromatine. Dit complexverbinding van desoxyribonucleïnezuren en specifieke eiwitten - histon. Zij, zoals de spoelen worden gewikkeld dubbelstrengs DNA moleculen aan een nucleosoom te vormen.

Levels van chromatine organisatie

erfelijkheid stof heeft een andere structuur, die afhankelijk is van vele factoren. Bijvoorbeeld, op welke fase van de levenscyclus ondergaan cel: de periode (metoz of meiose), of synthetische presynthetic verdelen tijdens interfase. Uit de vorm van een solenoide of fibrillen, de eenvoudigste, er een verdere verdichting van chromatine. Heterochromatine - een dichtere toestand wordt gevormd in het intron gedeelten van het chromosoom, wat niet mogelijk transcriptie. De rest cellen - interfase, als er geen deelproces - heterochromatine karyoplasm gelegen in de kern omtrek nabij zijn membraan. Afdichtende nucleaire inhoud postsynthetic fase treedt in de levenscyclus van cellen, dat wil zeggen onmiddellijk vóór deling.

Wat bepaalt de condensatie van kwestie van erfelijkheid

Blijft de vraag te verkennen "wat chromatine" onderzoekers gevonden dat het afhangt van de seal-histon eiwitten die, samen met de moleculen van DNA en RNA in de nucleosoom. Ze bestaan uit vier eiwitten, genaamd koeien en linker. Op het moment van transcriptie (het lezen van informatie van gen via RNA) erfelijk materiaal slecht gefuseerd en heet euchromatine.

Momenteel geografische spreiding van DNA-moleculen geassocieerd met histon eiwitten worden bestudeerd. Bijvoorbeeld, onderzoekers gevonden dat chromatine verschillende loci van hetzelfde chromosoom verschillende condensatie. Bijvoorbeeld, in plaats van bevestiging aan de mitotische spoel chromosoom filamenten genoemd centromeren is dichter dan het telomere secties - end loci.

Genes-toezichthouders en chromatine

Het concept van de regulering van de activiteit van genen, gecreëerd door de Franse genetici Jacob en Monod, geeft een idee van het bestaan van gebieden van desoxyribonucleïnezuur, waarin er geen informatie over de structuur van het eiwit. Zij voeren een puur bureaucratische - leidinggevende functies. Benoemen genen regelen, deze delen van de chromosomen gewoonlijk in zijn structuur zonder histon-eiwitten. Chromatine, de definitie van die werd uitgevoerd door sequencing uitgevoerd, werd genoemd geopend.

In verdere studies werd gevonden dat deze loci bevinden zich een nucleotidesequentie die hechting voorkomen dat de DNA-moleculen volgens eiwitdeeltjes. Dergelijke delen omvatten de regulerende genen zijn: promotoren ehansery activatoren. Het verdichten van chromatine in hen is hoog, en de lengte van deze secties gemiddeld ongeveer 300 nm. Er is een werkwijze voor het bepalen van de biochemische geopend chromatine in geïsoleerde kernen waarbij het gebruik van DNA-ase-enzym. Hij breekt snel af loci van chromosomen, ontbreekt histon-eiwitten. Chromatine in deze gebieden is overgevoelig genoemd.

De rol van erfelijkheid stof

Complexen waaronder DNA, RNA en eiwit genaamd chromatine, betrokken bij cel ontogenie en de samenstelling verandert afhankelijk van het weefseltype en het ontwikkelingsstadium van een organisme als geheel. Bijvoorbeeld in de epitheelcellen van de huid zoals genen als ehanser en promotor geblokkeerde proteïnen repressors en deze regulerende genen in secretorische cellen van het darmepitheel en zijn actief in het gebied open chromatine. Wetenschappers, genetici ontdekt dat een fractie DNA die niet coderen voor eiwitten, namelijk meer dan 95% van het menselijk genoom. Dit betekent dat het gen controle meer dan degenen die verantwoordelijk zijn voor de synthese van peptiden. De invoering van technieken zoals DNA-chips en sequencing liet vinden wat de chromatine en daardoor het menselijk genoom in kaart.

Studies van chromatine is belangrijk in dergelijke gebieden van de wetenschap, zoals de menselijke genetica en medische genetica. Dit gaat gepaard met een sterk toegenomen mate van voorkomen van erfelijke ziekten - zoals genen en chromosoom. Vroege opsporing van deze syndromen verhoogt het percentage van positieve prognoses in hun behandeling.