A DNS, amely az összes élő szervezet genetikai összetételének kifejeződéséért felelős, hosszú, keskeny molekula egy cukor-foszfát gerincből áll, amely támogatja a kisebb molekulák pontos nukleotid szekvenciáját bázisok. A sejtek a DNS géneknek nevezett szakaszait olvassák, hogy szabályozzák a sejtek jellemzőit megállapító fehérjék termelését.
A kromatin és a kromoszómák ugyanazon anyag különböző formái, amelyek DNS-molekulák csomagolásával működnek, hogy apró sejtekben illeszkedjenek és működjenek. A csomagolás azonban nem az egyetlen kromoszóma- és kromatinfunkció. Működhet a génexpresszió szabályozásában is.
Csomagolási kihívás
Eukarióta organizmusok, amelyek a legegyszerűbb életformák kivételével az összeset tartalmazzák, olyan sejtjeik vannak, amelyek tartalmazzák a központi elfalazott régiót, az úgynevezett magot. A sejt DNS-jének nagy része a magban található, ami meglehetősen nagy csomagolási kihívást jelent. Ha kinyújtanád az összes DNS-t egy emberi sejtben, akkor az körülbelül 3 méterig terjedne.
A természet megtalálta a módját annak, hogy az egész DNS-t csak egy 1/100 000 méter átmérőjű magba töltse. A sejtnek nemcsak szorosan össze kell tömörítenie a nukleáris DNS-t, hanem ésszerűen el kell rendeznie a DNS-t is, hogy a sejt hozzáférjen a használni kívánt részekhez.
Chromatin Definíció
A kromatint annak összetétele és funkciója alapján határozzuk meg. Chromatin a DNS, ribonukleinsavak és hisztonoknak nevezett fehérjék kombinációja, amelyek kitöltik a sejtmagot. A hisztonok a DNS kettős spirális szálaihoz kapcsolódnak és összenyomódnak. A kromatin gyöngyszerű szerkezeteket képez, amelyeket nukleoszómáknak neveznek, és hatszorosára tömörítik a DNS-t.
Ezután a gyöngyfüzér egy üreges csőalakúra, a mágnesszelepre tekeredik, amely 40-szer kompaktabb. A kromatin részben magas kompressziót érhet el, ha semlegesíti a negatív elektromos töltéseket, amelyek a DNS-molekulában uralkodnak, és amelyek egyébként ellenállnának a kompressziónak. Az egyik típusú kromatin, az úgynevezett euchromatin, aktívan szabályozza a génaktivitást, míg a heterokromatin a DNS-molekula inaktív régióit szorosan megkötve tartja.
Ha a DNS szorosan meg van kötve, akkor az adott régió génjei nem írhatók át, mivel a transzkripciós mechanizmus (enzimek és más molekulák) fizikailag nem tud eljutni a génhez. Ha viszont a kromatin lazán kötődik, akkor a gének könnyebben átírhatók és kifejezhetők.
Kromoszómák
A kromoszómák akkor keletkeznek, amikor egy sejt hamarosan megosztódik, ekkor a spagetti-szerű kromatin még jobban összenyomódik, 10 000-szeresére. A kapott kondenzált test egy kromoszóma, amely általában egy nagy X-re hasonlít. Az X négy karja a centromérának nevezett középső résznél csatlakozik. A legtöbb emberi sejt 46 kromoszómával rendelkezik, két 23 sorozatban, mindegyiket egy szülő adományozta.
A kromoszómák megismétlődnek és a sejtosztódás során egyenletesen oszlanak el minden leánysejten. A sejtosztódás befejezése után a kromoszómák interfázisnak nevezett periódusba lépnek, és újra kromatinszálakká válnak.
A prokariótáknak van valami hasonló a kromoszómákhoz és a kromatinhoz, de ez nem teljesen ugyanaz. Azok a komplexek, amelyek az eukariótákban vannak, a prokarióták egyszerűen "szupertekercsbe" teszik a DNS-ét, hogy beilleszkedjenek a sejtbe. A prokariótáknak is csak egy DNS-csoportjuk van, amelyet nukleoidnak neveznek. Noha vannak fehérjék is ehhez a szupertekercseléshez, ez nem azonos szerkezetű vagy felépítésű, mint a kromatin.
Chromatin funkció: Sűrítés és lazítás
Az átírás csak interfázis alatt történik. A transzkripció során a sejt specifikus DNS-géneket másol az RNS-re, amelyeket ezután fehérjévé alakít. Az interfázis során a kromatin viszonylag ellazul, lehetővé téve a sejt transzkripciós mechanizmusának elérését a DNS-génekhez.
Az euchromatin körülveszi a transzkripcióra alkalmas géneket, és aktív szerepet játszik a folyamatban. A heterokomatin a DNS-molekula inaktív részeihez kapcsolódik. A kromatin kondenzálódik kromoszómákká, majd újra ellazul, amikor a sejt váltakozik az osztódás és az interfázis között.