Vsebina
DNK, snov, ki je odgovorna za izražanje genetske sestave vseh živih organizmov, je dolga ozka molekula, sestavljena iz hrbtenice sladkorno-fosfatne podpore, ki podpira natančno zaporedje manjših molekul, imenovanih nukleotidne baze. Celice berejo odseke DNK, imenovane geni za nadzor proizvodnje beljakovin, ki določajo značilnosti celice.
Kromatin in kromosomi so različne oblike istega materiala, ki delujejo s pakiranjem molekul DNK, da se prilegajo in delujejo v drobnih celicah. Ampak embalaža ni edini kromosom in kromatinska funkcija. Prav tako lahko pomaga pri uravnavanju izražanja genov.
Pakiranje izziv
Evkariontski organizmi, ki vključujejo vse najpreprostejše oblike življenja, imajo celice, ki vsebujejo osrednje obzidano območje, imenovano jedro. Večina celice DNK prebiva v jedru, kar povzroča precej embalaže. Če bi v človeški celici raztegnili vso DNK, bi se raztezala približno 3 metre.
Narava je našla način, kako vso to DNK napolniti v jedro, ki je premera le 1 100 000 metra. Celica ne sme samo tesno stiskati jedrske DNK, temveč mora tudi DNK smiselno razporediti tako, da lahko celica dostopa do delov, ki jih želi uporabiti.
Definicija kromatina
Kromatin definiramo po njegovi sestavi in funkciji. Kromatin je kombinacija DNK, ribonukleinskih kislin in beljakovin, imenovanih histoni, ki zapolnjujejo celično jedro. Histoni pritrdijo in stisnejo dvojno spiralne niti DNK. Kromatin tvori kroglične strukture, imenovane nukleozomi, ki DNK stisnejo s faktorjem šest.
Niz kroglic se nato zvije v votlo obliko cevi, solenoid, ki je 40-krat bolj kompakten. Kromatin lahko delno doseže visoko kompresijo z nevtralizacijo negativnih električnih nabojev, ki prevladujejo v celotni molekuli DNK in bi se sicer uprli kompresiji. Ena vrsta kromatina, imenovana euchromatin, aktivno uravnava aktivnost genov, medtem ko heterokromatin ohranja neaktivna področja molekule DNA tesno vezana.
Ko je DNA tesno vezana, genov v tej regiji ni mogoče prepisati, ker transkripcijski stroji (encimi in druge molekule) fizično ne morejo priti do gena. Ko je kromatin ohlapno vezan, se geni lažje prepisujejo in izrazijo.
Kromosomi
Kromosomi se tvorijo, ko se celica kmalu deli, v tem času pa se špageti podoben kromatin še bolj stisne, za faktor 10.000. Nastalo kondenzirano telo je kromosom, ki ponavadi spominja na velikega X. Štirje kraki X se združijo na osrednjem delu, imenovanem centromere. Večina človeških celic ima 46 kromosomov v dveh skupinah po 23, ki jih je vsak daroval starš.
Kromosomi se podvajajo in enakomerno porazdelijo v vsako hčerinsko celico med delitvijo celic. Ko je celična delitev končana, kromosomi vstopijo v obdobje, imenovano interfaza, in se spet sprostijo v kromatinske niti.
Prokarioti imajo nekaj podobnega kromosomom in kromatinu, vendar ni povsem enako. Namesto istih kompleksov, ki so v evkariontih, prokarioti preprosto "prekrivajo" svojo DNK, da jo lahko prilegajo v celico. Prokarioti imajo tudi samo en "kupček" DNK, imenovan nukleoid. Čeprav obstajajo beljakovine, povezane s tem prekomernim hlajenjem, ni iste strukture ali strukture kot kromatin.
Kromatinska funkcija: kondenzirajte in sprostite
Transkripcija se pojavi samo med interfazo. Med transkripcijo celica kopira specifične gene DNA na RNA, ki jih nato prevede v beljakovine. Med interfazo je kromatin sorazmerno sproščen, kar omogoča, da celični transkripcijski stroji dostopajo do genov DNK.
Eukromatin obkroža gene, ki izpolnjujejo pogoje za prepisovanje in ima aktivno vlogo v procesu. Heterohomatin se veže na neaktivne dele molekule DNA. Kromatin se kondenzira v kromosomih, nato pa se spet sprosti, ko se celica izmenično deli med delitvijo in interfazo.