Care este definiția cromatinei, structura și funcția

Studii biochimice in genetica - un mod important de a studia principalele sale componente - gene si cromozomi. În acest articol ne vom uita la ceea ce este cromatinei, pentru a afla structura și funcția sa în celulă.

Ereditatea - proprietatea principală a materiei vii

Printre principalele procese ce caracterizează organismele care trăiesc pe Pământ, sunt de respirație, nutriție, creștere, selecție și reproducere. Ultima funcție este cea mai importantă pentru conservarea vieții pe planeta noastră. Cum să nu să reamintească faptul că prima poruncă dată de Dumnezeu pe Adam și Eva a fost următoarea: „Creșteți și înmulțiți.“ La nivelul celulelor functiei generative se realizează cu acizi nucleici (substanțe constituente de cromozomi). Aceste structuri vor fi discutate în cele ce urmează.

De asemenea, adăugăm că păstrarea și transmiterea informației genetice efectuate de către descendenții aceluiași mecanism care nu depinde de nivelul de organizare a indivizilor, care este de virus și bacterii, și este universal la om.

Care este substanța eredității

In aceasta lucrare a studia structura cromatinei și funcțiile care depind direct de organizarea moleculelor de acid nucleic. Miescher cercetător elvețian în 1869 compuși au fost detectate în nucleele celulelor sistemului imunitar, proprietățile acizilor expozante le-au numit mai întâi nukleina și acizi nucleici apoi. Din punctul de vedere al chimiei, ea macromoleculare compus - polimeri. Acești monomeri sunt nucleotide având următoarea structură: o bază purinică sau pirimidinică, pentoză și un rest de acid fosforic. Oamenii de știință au descoperit că două tipuri de acizi nucleici pot fi prezente în celulele: ADN și ARN. Ele sunt complexați cu proteine ​​pentru a forma un compus de cromozomi. Precum și proteinele, acizii nucleici au mai multe niveluri de organizare spațială.

In 1953 Premiul Nobel a fost Watson și Crick descifrat structura ADN-ului. Este o moleculă compusă din două lanțuri interconectate prin legături de hidrogen între azotul care apar pe principiul complementarității bazei (opusă bazei timină adenină situată vizavi de citozina - guanina). Structura și funcția pe care suntem studiaza cromatinei, molecula cuprinde un acid dezoxiribonucleic și ribonucleic diverse configurații. Pe această problemă, vom discuta mai în detaliu în secțiunea „Niveluri de organizare a cromatinei.“

Localizarea substanței eredității într-o celulă

ADN-ul prezent în aceste cytostructure ca nucleu, și, de asemenea, în organite, capabile de diviziune - mitocondriile și cloroplastele. Acest lucru se datorează faptului că aceste organite îndeplini funcții esențiale în celula: sinteza ATP și sinteza glucozei și formarea de oxigen în celulele vegetale. organite sintetice pas părinte dublat ciclul de viață. Astfel, celulele fiice la mitoză (divizarea celulelor somatice) sau meiozei (formarea spermei și a ovulelor) a permis obținerea structurilor celulare arsenal dorite furnizează celulelor cu nutrienți și energie.

acid ribonucleic constă dintr-un lanț și are o greutate moleculară mai mică decât ADN-ul. Ea a găsit atât în ​​nucleu și în hyaloplasm, și face parte din mai multe celule: organite ribozomii, mitocondriile, reticulul endoplasmatic, plastide. Cromatinei în aceste organite asociate proteinei histonice și o parte a plasmidelor - molecule de ADN închise circular.

structurii cromatinei și

Așa că am stabilit că acidul nucleic conținut în substanța de cromozomi - unitățile structurale ale eredității. cromatinei lor sub microscop electronic are forma granulară sau structurilor filamentoase. Acesta conține, în afară de ADN-ul, și chiar molecule de ARN și proteine ​​care prezintă proprietăți de bază și histone numite. Toate structurile de mai sus fac parte din nucleozomul. Ele se gasesc in nucleu si cromozomi sunt numite fibrile (filet-solenoizi). Rezumând toate cele de mai sus, determinăm că acest cromatinei. Acest compus complex de acizi dezoxiribonucleici și proteine ​​specifice - histone. Ei, ca bobine, sunt înfășurate molecule de ADN dublu catenar, pentru a forma un nucleosome.

Nivelurile de organizare a cromatinei

substanța ereditatea are o structură diferită, care depinde de mai mulți factori. De exemplu, în ce stadiu al celulei ciclului de viață supuși: împărțirea perioadei (metoz sau meioză) sau presynthetic sintetice în timpul interfazei. Din forma unui solenoid sau fibrile, ca cel mai simplu, există o compactare suplimentară a cromatinei. Heterocromatina - o stare mai densă, se formează în porțiunile intronice ale cromozomului, care nu este posibil transcriere. In timpul celulele de repaus - interfaza, atunci când nu există nici un proces de diviziune - karyoplasm heterochromatin situat în nucleul perimetral, în apropierea membranei sale. Sigilarea conținutului nuclear etapă postsynthetic are loc în ciclul de viață al celulelor, adică imediat înainte de divizare.

Ce determină condensarea materiei de ereditate

Continuând să exploreze întrebarea „ce este cromatinei,“ cercetatorii au descoperit ca aceasta depinde de proteinele sigila histone care, împreună cu moleculele de ADN si ARN in nucleozomul. Ele constau din patru tipuri de proteine, numite vaci și agent de legătură. La momentul transcriere (citirea informației de gene prin ARN) materialul ereditate slab fuzionat, și se numește eucromatină.

În prezent, distribuția particulară a moleculelor de ADN asociate cu proteinele histone sunt studiate. De exemplu, cercetătorii au descoperit că cromatinei loci diferiți din același cromozom diferite niveluri de condensare. De exemplu, în locurile de atașare la mitotice filamente de cromozomi ax numit centromeri, este mai dens decât secțiunile telomeric - sfârșitul loci.

Genele de reglementare și cromatinei

Conceptul de reglarea activității genei, creată de geneticienii francezi Jacob și Monod, dă o idee despre existența unor zone de acid dezoxiribonucleic, în care nu există nici o informație cu privire la structura proteinei. Ei efectua o pur birocratice - manageriale funcții. Naming gene regulatoare, aceste părți ale cromozomilor de obicei, in structura proteinelor sale lipsite-histone. Cromatinei, a cărui definiție a fost realizată prin secvențiere, a fost numit deschis.

In studii suplimentare, sa constatat că la aceste loci sunt situate o secvență de nucleotide care împiedică aderența la moleculele de ADN ale particulelor proteice. Aceste porțiuni cuprind gene de reglementare sunt: ​​promotori ehansery activatori. Compactarea cromatinei în ele este mare, iar lungimea acestor secțiuni medii de aproximativ 300 nm. Există o metodă de determinare a cromatinei deschis biochimic în nuclee izolate în care utilizarea enzimei ază-ADN. El descompune rapid în jos loci de cromozomi, proteine ​​lipsite de-histone. Cromatinei în aceste zone a fost numit hipersensibile.

Rolul eredității substanței

Complexele inclusiv ADN, ARN și proteine ​​numite cromatinei, implicate în ontogeniei celulă și alterează compoziția sa în funcție de tipul de țesut și de stadiul de dezvoltare a unui organism în ansamblu. De exemplu, în celulele epiteliale ale pielii genelor cum ar fi ehanser si promotor blocat proteine ​​represori, și aceste gene de reglementare in celulele secretoare ale epiteliului intestinal și sunt activi în domeniul cromatinei deschise. Oamenii de știință, geneticienii au descoperit ca, la o fractiune de ADN care nu codifică proteine, reprezentând peste 95% din genomul uman. Aceasta înseamnă că controlul gena este mult mai mult decât cei care sunt responsabili pentru sinteza peptidelor. Introducerea de tehnici, cum ar fi chips-uri și secvențierea permis pentru a afla ce cromatina, și ca urmare, pentru a harta genomului uman.

Studii de cromatinei este importantă în astfel de domenii ale științei, cum ar fi genetica umana si genetica medicala. Acest lucru este asociat cu un nivel crescut brusc de apariție a unor boli ereditare - gene cum ar fi si cromozom. Detectarea precoce a acestor sindroame crește procentul de prognoze pozitive în tratarea lor.