DNA, kõigi elusorganismide geneetilise koostise väljendamise eest vastutav aine, on pikk kitsas molekul koosneb suhkru-fosfaadi selgroost, mis toetab väiksemate molekulide täpset järjestust, mida nimetatakse nukleotiidiks alused. Rakud loevad DNA jaotusi, mida nimetatakse geenideks, et kontrollida rakkude omadusi tuvastavate valkude tootmist.
Kromatiin ja kromosoomid on sama materjali erinevad vormid, mis toimivad pakkides DNA molekule, et need sobiksid ja toimiksid pisikestes rakkudes. Pakendamine pole siiski ainus kromosoomi- ja kromatiinifunktsioon. See võib toimida ka geeniekspressiooni reguleerimisel.
Pakendi väljakutse
Eukarüootsed organismid, mis hõlmab kõiki, välja arvatud lihtsamaid eluvorme, rakkudes on keskne müüriga eraldatud piirkond, mida nimetatakse tuumaks. Suurem osa raku DNA-st asub tuumas, mis tekitab üsna pakatava väljakutse. Kui sirutaksite inimese rakus kogu DNA, ulatuks see umbes 3 meetrini.
Loodus on leidnud viisi, kuidas kogu see DNA tuumata, mille läbimõõt on vaid 1/100 000 meetrit. Rakk ei pea mitte ainult tuuma DNA-d tihedalt kokku suruma, vaid peab ka DNA mõistlikult korraldama, et rakk pääseks juurde osadele, mida ta soovib kasutada.
Kromatiini määratlus
Kromatiini määratleme selle koostise ja funktsiooni järgi. Kromatiin on DNA, ribonukleiinhapete ja rakkude tuuma täitvate histoonideks nimetatud valkude kombinatsioon. Histoonid kinnituvad ja suruvad kokku topelt-spiraalsed DNA ahelad. Kromatiin moodustab helmestetaolised struktuurid, mida nimetatakse nukleosoomideks, tihendades DNA kuue korra võrra.
Seejärel rullub helmeste nöör õõnes torukujuliseks solenoidiks, mis on 40 korda kompaktsem. Kromatiin suudab osaliselt saavutada suure kokkusurumise, neutraliseerides kogu DNA molekulis ülekaalus olevad negatiivsed elektrilaengud, mis muidu suruks kokku. Üks kromatiini tüüp, mida nimetatakse eukromatiiniks, reguleerib aktiivselt geenide aktiivsust, samas kui heterokromatiin hoiab DNA molekuli passiivsed piirkonnad tihedalt seotud.
Kui DNA on tihedalt seotud, ei saa selle piirkonna geene ümber kirjutada, kuna transkriptsioonimehhanism (ensüümid ja muud molekulid) ei pääse füüsiliselt geeni juurde. Kui kromatiin on lõdvalt seotud, saab geene hõlpsamalt transkribeerida ja väljendada.
Kromosoomid
Kromosoomid tekivad siis, kui rakk hakkab jagunema ja sel ajal surub spagetilaadne kromatiin veelgi, 10 000 korda. Saadud kondenseerunud keha on kromosoom, mis tavaliselt sarnaneb suure X-iga. X-i neli kätt ühenduvad tsentromeeriks nimetatud keskosas. Enamikul inimrakkudel on 46 kromosoomi kahes 23 komplektis, millest igaüks on annetanud vanem.
Kromosoomid dubleerivad end ja jaotuvad rakkude jagunemise ajal ühtlaselt igale tütarrakule. Pärast rakkude jagunemise lõppu sisenevad kromosoomid perioodiks, mida nimetatakse interfaasiks ja hõlbustatakse tagasi kromatiini ahelateks.
Prokarüootidel on midagi sarnast kromosoomide ja kromatiiniga, kuid see pole päris sama. Eukarüootides olevate komplekside asemel "pruunitavad" prokarüoodid oma DNA lihtsalt raku sisse. Prokarüootidel on ka ainult üks DNA "klomp", mida nimetatakse nukleoidiks. Kuigi selle superkeerumisega on seotud valgud, ei ole see sama struktuur ega ülesehitus kui kromatiin.
Kromatiini funktsioon: kondenseeruge ja lõdvestuge
Transkriptsioon toimub ainult interfaasi ajal. Transkriptsiooni ajal kopeerib rakk spetsiifilisi DNA geene RNA-le, mille see seejärel valkudeks tõlgib. Interfaasi ajal on kromatiin suhteliselt lõdvestunud, võimaldades raku transkriptsioonimehhanismil pääseda juurde DNA geenidele.
Euchromatiin ümbritseb transkriptsiooni jaoks sobivaid geene ja mängib selles protsessis aktiivset rolli. Heterokomatiin kinnitub DNA molekuli mitteaktiivsetele osadele. Kromatiin kondenseerub kromosoomideks ja seejärel lõdvestub, kui rakk vaheldub jagunemise ja faaside vahel.
