Какова структура и функции хроматина?

Хроматин представляет собой массу генетического материала, состоящего из ДНК и белки которые конденсируются с образованием хромосом во время деления эукариотических клеток. Хроматин находится в ядро из нашего ячейки.

Основная функция хроматина заключается в сжатии ДНК в компактную единицу, которая будет менее объемной и может поместиться в ядре. Хроматин состоит из комплексов небольших белков, известных как гистоны и ДНК.

Гистоны помогают организовывать ДНК в структуры, называемые нуклеосомами, обеспечивая основу, на которой можно оборачивать ДНК. Нуклеосома состоит из последовательности ДНК из приблизительно 150 пар оснований, которая обернута вокруг набора из восьми гистонов, называемых октамером.

Нуклеосома дополнительно складывается для получения хроматинового волокна. Хроматиновые волокна скручиваются и конденсируются с образованием хромосом. Хроматин делает возможным протекание многих клеточных процессов, включая Репликация ДНК, транскрипция, Ремонт ДНК, генетическая рекомбинацияи деление клеток.

Хроматин внутри клетки может быть в разной степени уплотнен в зависимости от стадии клетки в клеточный цикл.

В ядре хроматин существует в виде эухроматина или гетерохроматина. В течение интерфаза цикла, клетка не делится, а переживает период роста.

Большая часть хроматина находится в менее компактной форме, известной как эухроматин. Большая часть ДНК экспонируется в эухроматине, что позволяет репликации и транскрипции ДНК.

Во время транскрипции ДНК двойная спираль раскручивается и открывается, чтобы позволить гены кодирование для белки быть скопированным. Репликация и транскрипция ДНК необходимы клетке для синтеза ДНК, белков и органеллы в подготовке к делению клеток (митоз или мейоз).

Небольшой процент хроматина существует в виде гетерохроматина во время интерфазы. Этот хроматин плотно упакован, что не позволяет транскрипции генов. Гетерохроматин окрашивается красителями темнее, чем эухроматин.

Профаза: Во время профазы митоза волокна хроматина скручиваются в хромосомы. Каждая реплицированная хромосома состоит из две хроматиды присоединился к центромера.

Metaphase: Во время метафазы хроматин становится чрезвычайно конденсированным. Хромосомы выравниваются на метафазной пластинке.

анафаза: Во время анафазы парные хромосомы (сестринские хроматиды) отделяются и тянутся микротрубочки веретена к противоположным концам клетки.

Телофаза: В телофазе каждый новый дочь хромосома разделен на свое собственное ядро. Волокна хроматина разматываются и становятся менее уплотненными. После цитокинеза образуются две генетически идентичные дочерние клетки. Каждая клетка имеет одинаковое количество хромосом. Хромосомы продолжают раскручиваться и удлиняться, образуя хроматин.

Люди часто испытывают затруднения при различении терминов хроматин, хромосома и хроматида. В то время как все три структуры состоят из ДНК и найдены в ядре, каждый определен однозначно.

• Хроматин состоит из ДНК и гистонов, которые упакованы в тонкие волокнистые волокна. Эти волокна хроматина не конденсированы, но могут существовать в компактной форме (гетерохроматин) или в менее компактной форме (эухроматин). Процессы, включая репликацию, транскрипцию и рекомбинацию ДНК, происходят в эухроматине. Во время клеточного деления хроматин конденсируется с образованием хромосом.
• Хромосомы являются одноцепочечными группировками конденсированного хроматина. Во время процессов деления клеток митоза и мейоза хромосомы реплицируются, чтобы гарантировать, что каждая новая дочерняя клетка получает правильное количество хромосом. Дублированная хромосома является двухцепочечной и имеет привычную форму X. Две нити идентичны и связаны в центральной области, называемой центромера.
• хроматида является одной из двух нитей реплицированной хромосомы. Хроматиды, связанные центромерой, называются сестринскими хроматидами. В конце клеточного деления сестринские хроматиды отделяются, становясь дочерними хромосомами во вновь образованных дочерних клетках.

Купер, Джеффри. Клетка: молекулярный подход. 8-е издание, Sinauer Associates (Oxford University Press), 2018, Оксфорд, Великобритания.