Ano ang chromatin: kahulugan, istraktura at pag-andar

Biochemical mga pag-aaral sa genetics - isang mahalagang paraan upang pag-aralan ang pangunahing mga bahagi - gene at chromosomes. Sa artikulong ito kami ay tumingin sa kung ano ang chromatin, alamin kaayusan nito at pag-andar sa cell.

Pagmamana - ang pangunahing pag-aari ng buhay na bagay

Kabilang sa mga pangunahing proseso na magpakilala sa mga organismo na nakatira sa Earth, ay humihinga, nutrisyon, pag-unlad, pagpili at pag-aanak. Ang huling pag-andar ay ang pinaka-mahalaga para sa pangangalaga ng buhay sa ating planeta. Paano hindi upang isipin na ang unang kautusan na ibinigay ng Diyos kay Adan at Eba ay ang mga sumusunod: ". Magpakarami kayo at magpakarami" Sa antas ng mga cell nakakalikha function ay ginanap sa nucleic acids (bumubuo sangkap ng chromosomes). Ang mga kaayusan na tatalakayin sa kung ano ang sumusunod.

Idagdag din kami na ang pangangalaga at paghahatid ng genetic na impormasyon dinala ng mga kaapu-apuhan ng parehong mekanismo na ay hindi depende sa antas ng organisasyon ng mga indibidwal, iyon ay para sa mga virus at bakterya, at ito ay para sa pangkalahatang mga tao.

Ano ang mga sangkap ng heredity

Sa papel na ito pinag-aaralan natin ang chromatin istraktura at mga function na kung saan ay direktang nakasalalay sa ang mga samahan ng nucleic acid molecules. Swiss siyentipiko Miescher sa 1869 compounds ay napansin sa mga nuclei ng mga cell ng immune system, exhibiting mga katangian ng asido na tinatawag na ang mga ito unang nukleina at pagkatapos ay nucleic acids. Mula sa kinatatayuan ng kimika, ito macromolecular compound - Polymer. Ang mga monomer ay nucleotides pagkakaroon ng mga sumusunod na istraktura: isang purine o pyrimidine base, at pentose residue ng orthophosphoric acid. Siyentipiko ay natagpuan na ang dalawang uri ng nucleic acids ay maaaring naroroon sa mga cell: DNA at RNA. Sila ay kinumplikado na may protina upang bumuo ng isang compound ng chromosomes. Pati na rin ang mga protina, nucleic acids ay may maramihang mga antas ng spatial organisasyon.

Sa 1953 ang Nobel Prize ay Watson at sumala deciphered ang istraktura ng DNA. Ito ay isang Molekyul na binubuo ng dalawang tanikala interconnected sa pamamagitan ng Bonds ng hydrogen na nagmumula sa pagitan nitrohenus base sa mga prinsipyo ng complementarity (sa tapat adenine thymine base na matatagpuan sa tapat cytosine - guanine). Chromatin istraktura at pag-andar ng kung saan kami ay nag-aaral, ang Molekyul comprises ng isang deoxyribonucleic acid at ribonucleic iba't-ibang mga configuration. Sa isyung ito, pag-usapan natin nang mas detalyado sa seksyon ng "Mga Antas ng chromatin organisasyon."

Localization ng mga sangkap ng pagmamana sa isang cell

DNA naroroon sa mga cytostructure bilang ang core, at din sa organelles, na may kakayahang division - mitochondria at chloroplast. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga organelles maisagawa ang mga mahahalagang pag-andar na kulungan: ATP synthesis, at ang pagbubuo ng asukal at oxygen formation sa mga cell ng halaman. Synthetic organelles step parent Dinoble lifecycle. Kaya, ang mga anak na babae na mga cell sa maitosis (naghahati somatic cell) o meiosis (ang pagbuo ng tamud at ova) naibibigay ang nais na arsenal cell istruktura magbigay ng mga cell na may nutrients at enerhiya.

Ribonucleic acid ay binubuo ng isang kadena at may isang mas mababang molekular timbang kaysa sa DNA. Siya natagpuan ang parehong sa nucleus at sa hyaloplasm, at ito ay bahagi ng maraming mga cell organelles: ribosomes, mitochondria, endoplasmic reticulum, plastid. Chromatin sa mga organelles na nauugnay sa histone protina at isang bahagi ng plasmid - pabilog na closed DNA molecules.

Chromatin istraktura at

Kaya kami ay itinatag na ang nucleic acid na nakapaloob sa sustansiya ng chromosomes - ang istruktura unit ng pagmamana. Ang kanilang chromatin sa ilalim ng elektron mikroskopyo ay may anyo ng butil-butil o filamentous istraktura. Ito ay naglalaman ng, bukod sa DNA, at kahit na RNA molecules, at protina exhibiting pangunahing katangian at pinangalanan histones. Lahat ng nasa itaas na istruktura ay bahagi ng nucleosome. Sila ay matatagpuan sa mga nukleyus at mga kromosoma ay tinatawag fibrils (thread-solenoids). Habang binubuod ang lahat ng sa itaas, matukoy namin na chromatin na ito. Ito complex compound ng deoxyribonucleic acids at tiyak na protina - histones. Sila, tulad ng mga coils, ay sugat double-maiiwan tayo DNA molecule upang bumuo ng isang nucleosome.

Antas ng chromatin organisasyon

heredity sangkap ay may iba't ibang mga istraktura, na kung saan ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan. Halimbawa, sa kung ano ang yugto ng buhay ng cell cycle gumagawa sa pagdadalitang: divide ng panahon (metoz o meiosis), o synthetic presynthetic sa panahon interphase. Mula sa anyo ng isang solenoyde, o fibrils, pati na ang pinaka-simple, mayroong isang karagdagang compaction ng chromatin. Heterochromatin - isang mas siksik na estado, ay nabuo sa intron bahagi ng mga chromosome, na kung saan ay hindi posible transcription. Sa panahon ng mga cell natitira - interphase, kapag walang division proseso - heterochromatin karyoplasm matatagpuan sa nucleus peripherally, malapit sa kanyang lamad. Sealing nuclear mga nilalaman postsynthetic stage nangyayari sa buhay cycle ng mga cell, ibig sabihin kaagad bago paghahati.

Ano ang tumutukoy sa paghalay ng matter ng pagmamana

Ang pagpatuloy upang galugarin ang tanong na "kung ano ang chromatin," mga mananaliksik natagpuan na ito ay depende sa seal-histone protina na, kasama ang mga molecule ng DNA at RNA sa nucleosome. Sila ay binubuo ng apat na mga uri ng mga protina, na tinatawag baka at linker. Sa sandaling ito ng transcription (pagbabasa ng impormasyon mula sa gene sa pamamagitan ng RNA) materyales sa pagmamana hindi maganda fused, at ay tinatawag na euchromatin.

Sa kasalukuyan partikular na pamamahagi ng DNA molecule na kaugnay ng mga protinang histone ay ina-aral. Halimbawa, ang mga mananaliksik natagpuan na chromatin iba't ibang mga loci ng parehong chromosome iba't ibang mga antas ng paghalay. Halimbawa, sa mga lugar ng attachment sa mitotic suliran chromosome filament na tinatawag na centromere, ito ay mas siksik kaysa sa telomeric seksyon - end loci.

Gene-regulators at chromatin

Ang konsepto ng regulasyon ng gene aktibidad, na nilikha ng French geneticists Jacob at Monod, nagbibigay ng isang ideya ng pag-iral ng mga lugar ng deoxyribonucleic acid, kung saan doon ay walang impormasyon tungkol sa istraktura ng protina. Nagsasagawa ang mga ito ng isang pulos bureaucratic - managerial function. Pagpapangalan gene regulators, mga bahagi ng chromosomes ay karaniwang sa kanyang istraktura malaya-histone protina. Chromatin, ang kahulugan ng kung saan ay natupad sa pamamagitan ng sequencing, ay pinangalanang bukas.

Sa karagdagang pag-aaral na ito ay natagpuan na sa mga loci ay matatagpuan sa isang nucleotide pagkakasunod-sunod na pigilan pagsunod sa DNA molecule ng mga particle protina. Ang nasabing mga bahagi bumubuo sa mga regulatoryong gene ay ang mga: promoters ehansery activators. Ang compaction ng chromatin sa mga ito ay mataas na, at ang haba ng mga seksyong ito katamtaman ang tungkol sa 300 nm. May ay isang paraan para sa pagtukoy ng biochemical open chromatin sa liblib na nuclei kung saan ang paggamit ng DNA-ase enzyme. Siya mabilis na Pinaghihiwa-hiwalay loci ng chromosomes, kulang-histone protina. Chromatin sa mga lugar na ay tinatawag na sobrang sensitibo.

Ang papel na ginagampanan ng pagmamana na substansiya

Complexes kabilang ang DNA, RNA at protina na tinatawag na chromatin, na kasangkot sa cell ontogeny at baguhin ang kanyang komposisyon depende sa uri ng tissue at sa yugto ng pag-unlad ng isang organismo bilang isang buo. Hal, sa epithelial cells ng balat tulad gene bilang ehanser at tagataguyod naharang protina repressors, at ang mga regulatoryong gene sa ang nag-aalis cell ng bituka epithelium at ay aktibo sa lugar ng mga bukas na chromatin. Ang mga siyentipiko, geneticists natagpuan na sa isang maliit na bahagi ng DNA na huwag i-encode protina, accounting para sa higit sa 95% ng genome ng tao. Nangangahulugan ito na ang gene control ay higit pa sa mga taong responsable para sa synthesis ng mga peptides. Ang pagpapakilala ng mga diskarte tulad ng DNA chips at sequencing pinapayagan upang malaman kung ano ang chromatin, at bilang isang resulta, upang i-map ang mga tao genome.

Pag-aaral ng chromatin ay mahalaga sa naturang mga lugar ng agham tulad ng mga tao genetika at medikal na genetika. Ito ay kaugnay ng isang masakit nadagdagan na antas ng pangyayari ng sakit na namamana - tulad ng gene at chromosome. Maagang detection ng mga syndromes pinatataas ang porsyento ng mga positibong mga pagtataya sa kanilang paggamot.