Co je chromatin: definice, struktura a funkce

Biochemické studie v genetice - důležitý způsob, studovat jejích hlavních složek - genů a chromosomů. V tomto článku se podíváme na to, co je chromatinu, zjistit jeho strukturu a funkci v buňce.

Dědičnost - hlavní vlastnost živé hmotě

Mezi hlavní procesy, které charakterizují organismy, které žijí na Zemi, jsou dýchání, výživa, růst, výběr a reprodukce. Poslední funkcí je nejdůležitější pro zachování života na naší planetě. Jak si nevzpomenout, že první přikázání dána od Boha, aby Adam a Eva byla následující: „Ploďte a množte se“ Na úrovni buněk se generativní funkce provádí s nukleovými kyselinami (podstatné látky chromozomů). Tyto struktury budou diskutovány v následujícím textu.

Zároveň dodal, že uchování a přenos genetické informace nesené potomky stejného mechanismu, který nezávisí na úrovni organizací jednotlivců, která je pro viry a bakterie, a to je univerzální pro člověka.

Jaká je podstata dědičnosti

V tomto článku se studovat strukturu chromatinu a funkce, které jsou přímo závislé na organizaci molekul nukleových kyselin. Švýcarský vědec Miescher v 1869 sloučenin byly zjištěny v jádrech buněk imunitního systému, vykazující vlastnosti kyselin nazývá je nejprve nukleina a nukleové kyseliny. Z hlediska chemie, IT Makromolekulární sloučenina - polymery. Tyto monomery jsou nukleotidy, které mají následující strukturu: a purinové nebo pyrimidinové báze, a pentózy zbytek kyseliny orthofosforečné. Vědci zjistili, že mohou být přítomny v buňkách dva druhy nukleových kyselin: DNA a RNA. Jsou v komplexu s proteiny za vzniku sloučeniny chromozomů. Stejně jako proteiny, nukleové kyseliny mají více úrovní prostorového uspořádání.

V roce 1953 byla Nobelova cena byla Watson a Crick rozluštili strukturu DNA. To je molekula skládající se ze dvou řetězů propojených vodíkovými vazbami vznikajících mezi dusíkatých bází na principu komplementarity (naproti adenin thymin základny se nachází naproti cytosin - guanin). Chromatinu struktura a funkce, které studujeme, molekula obsahuje deoxyribonukleové kyseliny a ribonukleové různé konfigurace. Na tomto čísle se budeme zabývat podrobněji v sekci „úrovních organizace chromatinu.“

Lokalizace látky dědičnosti v buňce

DNA přítomné v těchto cytostructure jako jádro, a také v organel, které jsou schopné dělení - mitochondrií a chloroplastů. To je způsobeno tím, že tyto organely vykonávat základní funkce v buňce: syntézu ATP, a syntézu glukózy a tvorby kyslíku v rostlinných buňkách. Syntetické organely krok rodič zdvojnásobit životnost. To znamená, že dceřinné buňky v mitóze (dělení somatických buněk) nebo meiózy (tvorbu spermií a vajíček), se získá žádaný arzenál buněčné struktury poskytují buňky s živin a energie.

ribonukleová kyselina se skládá z jednoho řetězce a má nižší molekulovou hmotnost než DNA. Zjistila to jak v jádře a v hyaloplasm, a je součástí mnoha buněčných organel: ribozomy, mitochondrií, endoplazmatického retikula, plastidů. Chromatin v těchto organel spojených s histon proteinem a části plasmidů - kruhových uzavřených molekul DNA.

Struktura chromatinu a

Tak jsme zjistili, že je nukleová kyselina obsažená v látce chromozomů - strukturní jednotky dědičnosti. Jejich chromatin pod elektronovým mikroskopem má formu granulí nebo vláknitých struktur. Obsahuje kromě DNA, a dokonce i molekuly RNA a proteiny, vykazující základní vlastnosti a pojmenované histony. Všechny výše uvedené konstrukce jsou součástí nucleosome. Nacházejí se v jádře a chromosomy se nazývají fibrily (nit-solenoidy). Shrneme-li všechny výše uvedené jsme se zjistit, že tento chromatinu. Tato komplexní sloučenina z deoxyribonukleové kyseliny a specifických proteinů - histonů. Tyto, stejně jako cívky, jsou navinuté molekuly DNA s dvojitým řetězcem za vzniku nukleozóm.

Úrovně organizace chromatinu

dědičnost látka má jinou strukturu, která závisí na mnoha faktorech. Například, na jaké fázi životního cyklu podstupuje buňky: dělení doba (metoz nebo meiózy), nebo syntetické presynthetic během interfáze. Z tvaru solenoidu, nebo fibril, jak je nejjednodušší, je další zhutnění chromatinu. Heterochromatin - větší hustota stavu, je vytvořena v intronové části chromosomu, což není možné transkripce. Během zbytku buněk - mezifáze, když není proces dělení - heterochromatinu karyoplasm nachází v jádru po obvodu, v blízkosti jeho membrány. Těsnicí jaderné posbírané obsahy postsyntetické stupeň se vyskytuje v životním cyklu buňky, tj. Bezprostředně před rozdělením.

Co určuje kondenzaci věc dědičnosti

Pokračování prozkoumat na otázku „co je chromatin,“ vědci zjistili, že to závisí na těsnění, histon proteinů, které, spolu s molekulami DNA a RNA v nucleosome. Skládají se ze čtyř typů proteinů, nazývaných krav a linkeru. V okamžiku transkripce (čtení informací z genu prostřednictvím RNA) dědičnost materiál špatně tavený, a nazývá se euchromatin.

V současné době, zejména distribuce molekul DNA spojené s histonových proteinů jsou studovány. Například výzkumníci zjistili, že chromatinu jiný loci stejném chromozómu různých úrovních kondenzace. Například v místech uchycení k vřeténka chromozómu vláken zvaných centromery, je hustší než telomerickými sekcí - end loci.

Geny regulátory a chromatin

Pojem regulaci genové aktivity, vytvořený francouzské genetiky Jacob a Monod, dává představu o existenci oblastí deoxyribonukleové kyseliny, ve kterém neexistuje informace o struktuře proteinu. Vystupují čistě byrokratické - manažerské funkce. Pojmenování geny regulátory, tyto části chromozomů obvykle ve své struktuře postrádá-histonových proteinů. Chromatinu, jehož definice byla provedena sekvencováním, byl pojmenován otevřené.

V dalších studiích bylo zjištěno, že v těchto lokusech se nachází nukleotidovou sekvenci, která zabrání věrnost DNA molekul proteinových částic. Takové části zahrnují regulační geny jsou: iniciátorských ehansery aktivátorů. Zhutnění chromatinu do nich je vysoká, a délka těchto úseků průměrů asi 300 nm. Existuje způsob stanovení biochemické otevřené chromatin v izolovaných jádrech, ve kterých je použití DNA-ase enzymu. Rychle se porouchá loci chromozomů, chybí-histonové proteiny. Chromatinu v těchto oblastech byl nazýván přecitlivělí.

Úloha dědičnosti látky

Komplexy zahrnující DNA, RNA a protein nazvaný chromatinu, zapojené do buněčné ontogeneze a mění své složení v závislosti na typu tkáně a na stupni vývoje organismu jako celku. Např., V epitelových buňkách kůže, jako geny, jako ehanser a promotor zablokovány proteiny represory a těchto regulačních genů v sekrečních buňkách střevního epitelu a jsou aktivní v oblasti otevřeného chromatinu. Vědci, genetici zjistili, že za zlomek DNA, které nekódují proteiny, což představuje více než 95% lidského genomu. To znamená, že regulace genu je mnohem více, než ty, které jsou odpovědné za syntézu peptidů. Zavedení technik, jako jsou například DNA čipy a sekvenování se nechá zjistit, co chromatin, a v důsledku toho k mapování lidského genomu.

Studie chromatinu je důležité v těchto oblastech vědy, jako jsou lidské genetiky a lékařské genetiky. To je spojeno s výrazně zvýšenou hladinou výskytu dědičných onemocnění - jako je gen a chromozomu. Včasné odhalení těchto syndromů zvyšuje procento pozitivních prognóz v jejich léčbě.