Sisältö
DNA, aine, joka vastaa kaikkien elävien organismien geneettisen muodon ilmentämisestä, on pitkä kapea molekyyli, joka koostuu sokeri-fosfaattirungosta, joka tukee pienten molekyylien tarkkaa sekvenssiä, nimeltään nukleotidiemäksiä. Solut lukevat geenien nimisiä DNA-osia proteiinien tuotannon ohjaamiseksi, jotka määrittävät solun ominaisuudet.
Kromatiini ja kromosomit ovat saman materiaalin erilaisia muotoja, jotka toimivat pakkaamalla DNA-molekyylejä sopimaan ja toimimaan pienissä soluissa. Pakkaaminen ei kuitenkaan ole ainoa kromosomi- ja kromatiinitoiminto. Se voi myös auttaa säätelemään geenien ilmentymistä.
Pakkaushaaste
Eukaryoottisissa organismeissa, joihin kuuluvat kaikki paitsi elämän yksinkertaisimmat muodot, on soluja, jotka sisältävät ytimeksi kutsutun keskiseinäisen alueen. Suurin osa solun DNA: sta sijaitsee ytimessä, mikä aiheuttaa melko pakkaushaasteen. Jos venyttäisit kaiken DNA: n ihmisen solussa, se ulottuisi noin 3 metriä.
Luonto on löytänyt tavan täyttää kaiken tämän DNA: n ytimeen, jonka halkaisija on vain 1/100 000 metriä. Solun ei tarvitse vain pakata tiukasti ydin-DNA: ta, vaan sen on myös järjestettävä DNA järkevästi niin, että solu pääsee käyttämään osia, joita se haluaa käyttää.
Kromatiinin määritelmä
Määrittelemme kromatiinin meikin ja toiminnan perusteella. Kromatiini on yhdistelmä DNA: ta, ribonukleiinihappoja ja proteiineja, nimeltään histoneja, jotka täyttävät solun ytimen. Histonit kiinnittyvät ja puristavat kaksois-kierteiset DNA-juosteet. Kromatiini muodostaa helmimaisia rakenteita, joita kutsutaan nukleosomeiksi, tiivistäen DNA: n kertoimella kuusi.
Helminauha kääntyy sitten ontto putkimuotoon, solenoidiin, joka on 40 kertaa kompaktimpi. Kromatiini voi saavuttaa suuren puristuksen osittain neutraloimalla negatiiviset sähkövaraukset, jotka ovat vallitsevia koko DNA-molekyylin alueella ja jotka muuten kestäisivät puristumista. Yksi kromatiinityyppi, nimeltään euchromatin, säätelee aktiivisesti geenien aktiivisuutta, kun taas heterokromatiini pitää DNA-molekyylin passiiviset alueet tiukasti sitoutuneina.
Kun DNA on sitoutunut tiukasti, kyseisen alueen geenejä ei voida transkriptoida, koska transkriptiokoneet (entsyymit ja muut molekyylit) eivät pääse fyysisesti geeniin. Toisaalta, kun kromatiini on sitoutunut löysästi, geenit voidaan helpommin transkriptoida ja ekspressoida.
kromosomit
Kromosomit muodostuvat, kun solu on jakautumassa, jolloin spagettimainen kromatiini puristuu entisestään kertoimella 10 000. Tuloksena oleva tiivistynyt runko on kromosomi, joka yleensä muistuttaa suurta X: ää. X: n neljä vartta yhtyvät keskiosaan, jota kutsutaan sentromeeriksi. Suurimmalla osalla ihmisen soluja on 46 kromosomia kahdessa 23: n sarjassa, jokaisen vanhemman luovuttaman.
Kromosomit kopioivat itsensä ja jakautuvat tasaisesti jokaiselle tytärsolulle solunjaon aikana. Kun solujen jako on valmis, kromosomit siirtyvät vaiheeksi, jota kutsutaan interfaasiksi, ja helpottuvat takaisin kromatiinilankoiksi.
Prokaryooteilla on jotain samanlaista kuin kromosomit ja kromatiini, mutta se ei ole aivan sama. Samojen kompleksien sijaan, jotka ovat eukaryooteissa, prokaryootit yksinkertaisesti "superkelaa" DNA: taan sovittaakseen sen solun sisälle. Prokaryooteilla on myös vain yksi DNA: n "nukke", nimeltään nukleoidi. Vaikka tähän superkelaamiseen liittyy proteiineja, se ei ole sama rakenne tai rakenne kuin kromatiini.
Kromatiinitoiminto: tiivisty ja rentoudu
Transkriptio tapahtuu vain vaiheiden välillä. Transkription aikana solu kopioi spesifiset DNA-geenit RNA: lle, jonka se sitten muuntaa proteiineiksi. Interfaasin aikana kromatiini on suhteellisen rento, mikä antaa solun transkriptiokoneille pääsyn DNA-geeneihin.
Euchromatin ympäröi transkriptioon kelpaavia geenejä ja sillä on aktiivinen rooli prosessissa. Heterokomatiini kiinnittyy DNA-molekyylin inaktiivisiin osiin. Kromatiini tiivistyy kromosomeiksi ja rentoutuu sitten taas, kun solu vuorottelee jakautumisen ja välivaiheen välillä.