Образовање:Наука

Шта је хроматин: дефиниција, структура и функције

Биокемијско истраживање у генетици је важан начин проучавања његових основних елемената - хромозома и гена. У овом чланку ћемо погледати шта је хроматин, сазнајте његову структуру и функције у ћелији.

Насљедство је главна имовина живих материја

Главни процеси који карактеришу организме који живе на Земљи укључују дисање, исхрану, раст, излучивање и репродукцију. Ова друга функција је најважнија за очување живота на нашој планети. Како не треба запамтити да је прва заповест коју је Бог дао Адаму и Еви следећи: "Будите плодни и умножите". На нивоу ћелије генеративну функцију врше нуклеинске киселине (чинећи супстанцу хромозома). Ове структуре ће нас разматрати у будућности.

Такође додамо да очување и пренос наследних информација потомцима врши један механизам, који је потпуно независан од нивоа организације појединца, односно за вирус, за бактерије и за људе, универзалан је.

Каква је суштина наслеђа

У овом раду истражујемо хроматин, чија структура и функције директно зависе од организације молекула нуклеинске киселине. Швицарски научник Мицхер 1869. године у језгри ћелија имуног система, једињења која показују киселинске особине, које је прво назвао нуклеином, а потом и нуклеинске киселине. Са становишта хемије, ово су високо-молекуларна једињења - полимери. Њихови мономери су нуклеотиди који имају следећу структуру: остатак пирина или пиримидинске базе, пентозе и ортофосфорне киселине. Научници су установили да у ћелијама постоје две врсте нуклеинских киселина: ДНК и РНА. Они улазе у комплекс са протеинима и формирају супстанцу хромозома. Као и протеини, нуклеинске киселине имају неколико нивоа просторне организације.

Године 1953, добитници Нобелове награде Вотсон и Црицк дешифрују структуру ДНК. То је молекул који се састоји од два ланца повезаних водоничним везама између азотних база према принципу комплементарности (насупрот аденину је база тимина, насупрот цитозину је гуанин). Хроматин, структура и функције студија, садржи молекуле дезоксирибонуклеалне и рибонуклеинске киселине различитих конфигурација. По овом питању, детаљније ћемо се задржати у делу "Нивои организације хроматина".

Локализација супстанце хередитета у ћелији

ДНК је присутан у таквим цитоструктури као језгро, као иу органелима способним за поделу - митохондрије и хлоропласти. То је због цињенице да ови органели обављају најважније функције у ћелији: синтезу АТП-а, као и синтезу глукозе и формирање кисеоника у биљним ћелијама. У синтетичкој фази животног циклуса, органске материје се удвостручују. Тако ћерке ћелије као резултат митозе (поделе соматских ћелија) или мејозе (формирање јаја и сперматозоида) добијају потребан арсенал ћелијских структура које обезбеђују ћелије храњивим материјама и енергијом.

Рибонуклеинска киселина је састављена од једног ланца и има нижу молекулску тежину од ДНК. Садржи и језгро и хијалоплазму, а такође чини део многих ћелијских органела: рибосоми, митохондрије, ендоплазматски ретикулум, пластиде. Хроматин у овим органелима је повезан са хистонским протеином и део је плазмида - прстенови затворени ДНК молекули.

Хроматин и његова структура

Тако смо утврдили да су нуклеинске киселине садржане у суштини хромозома - структурних јединица хередности. Њихов хроматин под електронским микроскопом има облик гранула или филаментне формације. Она поред ДНК садржи и молекуле РНК, као и протеине који показују основне особине и називају се хистонима. Све наведене структуре су део нуклеозома. Они се налазе у хромозомима језгра и називају се фибрилима (филаменти-соленоиди). Сумирајући све наведено, одредићемо шта је хроматин. То је комплексно једињење деоксирибонуклеинске киселине и специјалних протеина - хистона. Двоструки молекули ДНК су намотани на њих, као што су калеми, који стварају нуклеозоме.

Нивои организације хроматина

Супстанца наследства има другачију структуру, која зависи од многих фактора. На пример, из којих фаза животног циклуса ћелија доживљава: период раздвајања (метоз или меиоза), пресинтетски или синтетички период интерфазе. Из облика соленоида или фибрила, као најједноставније, долази до даљег компактирања хроматина. Хетерохроматин - густо стање, формира се у интронским одељцима хромозома, на којем је немогућа транскрипција. У периоду мировања ћелија - интерфазе, када нема процеса фисије, - хетерохроматин се налази у кариоплазми језгра око периферије, у близини његове мембране. Компактност нуклеарног садржаја се јавља у пост-синтетичкој фази животног циклуса ћелије, односно непосредно пре поделе.

Оно што одређује кондензацију супстанце накупљености

Настављајући да проучавају питање "шта је хроматин", научници су установили да њено сабијање зависи од хистонских протеина који улазе у нуклеозоме заједно са молекулима ДНК и РНК. Оне се састоје од протеина од четири врсте, које се зову ракови и линкери. У време транскрипције (информација о читању из гена са РНК), супстанцица за наследје је благо кондензована и зове се еухроматин.

У овом тренутку, даље се истражује дистрибуција молекула ДНК повезаних са хистонским протеином. На пример, научници су открили да се хроматин различитих локи истог хромозома разликује по нивоу кондензације. На пример, на тачкама везивања за хромозом, филаменти вретеног вретена, названи центромери, су густи него у теломерним регионима - крајњим локусима.

Гени-регулатори и композиција хроматина

У концепту регулације активности гена, који су креирали француски генетичари Јацоб и Моно, дата је идеја о постојању места деоксибонуклеинске киселине у којима нема информација о структурама протеина. Они обављају чисто бирократско-менаџерске функције. Позвани су гени регулатора, ови хромозомски делови, по правилу, су без структура хистона. Цхроматин, чија је одређеност изведена методом секвенцирања, названа је отворена.

Током даљих студија установљено је да ови локи садрже нуклеотидне секвенце које спречавају везивање честица протеина на молекуле ДНК. Такве области садрже регулаторне гене: промотере, побољшаче, активатори. Компактирање хроматина у њима је високо, а дужина ових секција у просјеку је око 300 нм. Постоји биокемијски метод за одређивање отвореног хроматина у изолованим језгрима, у којем се користи ензим ДНК-асе. Врло брзо раздваја лоци хромозома, без хистонских протеина. Хроматин у овим областима зове се суперсензитивно.

Улога суштине наслеђа

Комплекси који укључују ДНК, РНК и протеин названи хроматин учествују у онтогенези ћелија и мењају њихов састав у зависности од врсте ткива, као и на стадијуму развоја организма у целини. На пример, у епителијалним ћелијама коже гени као што је појачивач и промотер блокирани су беланчевима репресије, аи ови регулаторни гени у секреторним ћелијама интестиналног епитела су активни и лоцирани су у отвореној хроматинској зони. Генетички научници су утврдили да проценат ДНК који не кодира протеине чини више од 95% целокупног људског генома. То значи да су контролни гени много већи од оних који су одговорни за синтезу пептида. Увођење таквих метода као што су ДНК чипови и секвенцирање омогућили су да сазнају који је хроматин и, као последица тога, мапира хумани геноме.

Студије хроматина су веома важне у гранама науке као што су људска генетика и медицинска генетика. Ово је последица оштро повећаног нивоа појављивања наследних болести, гена и хромозома. Рано откривање ових синдрома повећава проценат позитивних предвиђања у њиховом лечењу.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 sr.delachieve.com. Theme powered by WordPress.