Mis on kromatiini: määratluse, struktuuri ja funktsiooni

Biokeemilised uuringud geneetikas - oluline viis uurida selle põhikomponentide - geenid ja kromosoomid. Käesolevas artiklis me vaatame, millised on kromatiini teada oma struktuuri ja funktsiooni rakus.

Pärilikkus - põhiomadus elusaine

Peamised protsessid, mis iseloomustavad elavaid organisme Maal on hingamine, toitumine, kasvu, valiku ja paljunemist. Viimane funktsioon on kõige olulisem säilitamiseks meie planeedi elu. Kuidas mitte meenutada, et esimene käsk antud Jumala poolt, et Aadam ja Eeva oli järgmine: "Ole viljakas ja paljune." Tasandil rakud generatiivse funktsiooni täitmise nukleiinhapetega (koostisaine kromosoomide). Need struktuurid arutatakse, mida järgnevalt.

Me lisada ka, et säilitamise ja edastamise geneetilise informatsiooni läbi järeltulijad sama mehhanism, mis ei sõltu organisatsiooni tasandil üksikisikute, et on viirus ja bakterid, ja see on universaalne inimestele.

Mis on aine pärilikkuse

Selles raamatus me uurime kromatiini struktuuri ja funktsioone, mis on otseselt sõltuvad organisatsiooni nukleiinhappe molekule. Šveitsi teadlane Miescher 1869 ühendid tuvastasime tuumades rakkude immuunsüsteemi, millel omadusi hapetega nimetatakse neid esimeses nukleina ja seejärel nukleiinhappeid. Vaatepunktist keemia, see makromolekulaarsete compound - polümeerid. Need monomeerid on nukleotiidid millel on järgmine struktuur: puriin- või pürimidiinalus ja pentoos Jääk Ortofosforhapete. Teadlased on kindlaks teinud, et kahte liiki nukleiinhapped võivad esineda rakud: DNA ja RNA. Nad moodustavad kompleksi valke, moodustades ühendi kromosoomid. Samuti valke, nukleiinhappeid olla mitu taset ruumilises korralduses.

Aastal 1953 Nobeli oli Watson ja Crick dešifreeritud DNA struktuuri. See on molekul koosneb kahest ahelast omavahel vesiniksidemeid vahel tekkinud lämmastikalused kohta täiendavuse põhimõtte (vastupidine adeniin tümiin aluse vastas asuvat tsütosiin - guaniin). Kromatiini struktuuri ja funktsiooni, mida me uurime, molekuli sisaldab desoksüribonukleiinhappe ja ribonukleiinhappe eri koosseisudes. Selles küsimuses me käsitleme üksikasjalikumalt peatükis "Levels kromatiini organisatsioon."

Lokaliseerimine aine pärilikkuse rakus

DNA kogus nendes cytostructure nagu südamiku ja ka organellides, mis on võimeline division - mitokondrid ja kloroplastid. See on tingitud asjaolust, et need organellid on oluline funktsioon rakus: ATP sünteesi ja sünteesi glükoosi ja hapniku moodustumine taimerakkudes. Sünteetiline organellid kasuvanem kahekordistunud elutsükli. Seega tütarrakku mitoosis (jagades keharakkudes) või meioosi (moodustumist spermide ja munarakkude) andis soovitud arsenali rakustruktuuride pakuvad rakkudele toitaineid ja energiat.

Ribonukleiinhape koosneb ühest ahela ning väiksema molekulmassiga kui DNA. Ta leidis nii tuumas kui hyaloplasm, ning see on osa paljude rakutüüpide organellid: ribosoomid, mitokondrid, endoplasmaatilise retiikulumi, plastiidides. Kromatiini nendes organellid seostatakse histoonvalgu ja osa plasmiidide - ringikujuline suletud DNA molekule.

Kromatiini struktuur ja

Nii oleme loonud, et nukleiinhape sisalduva aine kromosoomide - struktuuriüksuste pärilikkus. Nende kromatiini all elektronmikroskoobi abil on granuleeritud või filamentset struktuure. See sisaldab lisaks DNA ja isegi RNA molekulide ja valkude eksponeerimine aluselised omadused ja nimetati histoonid. Kõik ülaltoodud struktuurid on osa nukleosoome. Neid leidub tuumas ja kromosoomide kutsutakse fibrillid (niit-solenoidid). Kokkuvõtteks kõik eespool, me kindlaks, et see kromatiini. See kompleksühendi of desoksüribonukleiinhapetest ja spetsiifilisi valke - histoone. Nad nagu mähiseid, mähitakse kaheahelaline DNA molekulide moodustamiseks nukleosoomi.

Tasemed kromatiini organisatsioon

pärilikkus aine on erinev struktuur, mis sõltub paljudest teguritest. Näiteks, millises etapis elutsükli toimumas raku: tükeldamist perioodil (metoz või meioosi) või sünteetilised presynthetic ajal interfaas. Alates kujul solenoid või fibrillid, kui kõige lihtsam on veel tihenemine kromatiini. Heterokromatiini - tihedam olekus moodustub introni portsjoni kromosoomi, mis ei ole võimalik transkriptsiooni. Ülejäänud ajal rakkude - interfaasi, kui ei ole jagunemise protsessi - heterokromatiinsest karyoplasm asub tuumas perifeerselt lähedal oma membraan. Sealing tuuma sisu sünteesijärgseks etapil toimub elutsükli rakud, st vahetult enne jagunemist.

Mis määrab kondensatsioon tähtis pärilikkuse

Jätkates avastada küsimusele "mis on kromatiini," Uurijad leidsid, et see sõltub tihenduskattega histoonvalkude et koos molekulide DNA ja RNA nukleosoomi. Need koosnevad nelja tüüpi valgud, mida nimetatakse lehmade ja linker. Praegu transkriptsiooni (lugemine pärineva teabe geeni kaudu RNA) pärilikkusainet halvasti kondenseerunud, ning seda nimetatakse euchromatin.

Praegu levikul DNA molekule seostatakse histoonvalkude uuritakse. Näiteks teadlased leidsid, et kromatiini eri lookuste sama kromosoomi erineva kondenseerumine. Näiteks kohtades kinnituskohta mitoosikääva kromosoomi kiud nimetatakse tsentromeeri, see on tihedam kui telomeeripoolseim lõigud - lõpuks loci.

Geenid-seadusandjate ja kromatiini

Mõiste reguleerimise geeni aktiivsuse poolt loodud Prantsuse geneetikud Jacob ja Monod, annab aimu olemasolu valdkondades desoksüribonukleiinhappe, kus puudub informatsioon struktuuri valk. Nad täidavad puhtalt bürokraatlik - juhtimisfunktsiooni. Naming geenide regulaatorid need kromosoomide osad tavaliselt oma struktuuri puudub-histoonvalkude. Kromatiini, mille määratlus viidi läbi sekveneerimine, sai nimeks avatud.

Edasistes uuringutes leiti, et nendel loci asuvad nukleotiidide järjestust, millega takistatakse kinnipidamist DNA molekule valguosakeste. Sellised portsjonite sisaldada reguleeriva geenid: promootorid ehansery aktivaatorid. Tihendamisega kromatiinvalkude neisse on kõrge ja tema pikkus nendest osadest keskmiselt umbes 300 nm. On määramiseks biokeemiliste kromatiini avatud isoleeritud tuumades, milles seda DNA-aas ensüüm. Ta kiiresti laguneb loci kromosoomide, puudub-histoonvalkude. Kromatiini nendes valdkondades on kutsutud ülitundlik.

Rolli pärilikkus aine

Kompleksid sealhulgas DNA, RNA ja valgu ehk kromatiiniks, kaasatud raku ontogeny ja muuta selle koostist sõltuvalt koetüüpi ja arengustaadiumi organismi tervikuna. Nt epiteelirakkudes naha sellised geenid nagu ehanser ja promootor blokeeritakse valgud repressoritega ja need reguleerivad geenide sekretoorse rakud sooleepiteeli ja on aktiivsed valdkonnas kromatiini avatud. Teadlased, geneetikud leiti, et vaid murdosa DNA, mis ei kodeeri valke, mis moodustavad üle 95% inimese genoomist. See tähendab, et geeni kontroll on palju rohkem kui neid, kes on vastutavad Peptiidsünteesi. Kasutuselevõtt tehnikaid nagu DNA kiibid ja järjestuse lubatud teada, mida kromatiini ja selle tulemusena kaardistada inimese genoomi.

Uuringud kromatiini on oluline sellistes valdkondades teaduse näiteks inimese geneetika ja meditsiinigeneetika. Seda seostatakse järsult suurenenud tase üksikjuhul pärilike haiguste - nagu geeni- ja kromosoomide. Varajane avastamine need sündroomid suurendab Positiivsete prognoose nende ravi.