DNAは、すべての生物の遺伝子構成を表現する物質であり、細長い分子です。 ヌクレオチドと呼ばれる小さな分子の正確な配列をサポートする糖リン酸骨格で構成されています 基地。 細胞は遺伝子と呼ばれるDNAのセクションを読み取り、細胞の特性を確立するタンパク質の生成を制御します。
クロマチンと染色体は同じ材料の異なる形態であり、DNA分子をパッケージ化して小さな細胞に適合させて機能させることによって機能します。 ただし、染色体とクロマチンの機能はパッケージングだけではありません。 また、遺伝子発現の調節を助けるように機能することもできます。
パッケージングの課題
真核生物は、最も単純な生命体を除くすべてを含み、核と呼ばれる中央の壁で囲まれた領域を含む細胞を持っています。 細胞のDNAのほとんどは核内に存在するため、パッケージングの問題がかなり発生します。 人間の細胞内のすべてのDNAを伸ばすと、約3メートル伸びます。
自然は、そのすべてのDNAを直径わずか1 / 100,000メートルの核に詰め込む方法を発見しました。 細胞は核DNAをしっかりと圧縮するだけでなく、細胞が使用したい部分にアクセスできるようにDNAを適切に配置する必要があります。
クロマチンの定義
クロマチンはその構成と機能によって定義されます。 クロマチン DNA、リボ核酸、および細胞核を満たすヒストンと呼ばれるタンパク質の組み合わせです。 ヒストンはDNAの二重らせん鎖に付着して圧縮します。 クロマチンはヌクレオソームと呼ばれるビーズのような構造を形成し、DNAを6倍に圧縮します。
次に、ビーズのストリングがコイル状に巻かれ、40倍コンパクトな中空のチューブ形状であるソレノイドになります。 クロマチンは、DNA分子全体で優勢であり、そうでなければ圧縮に抵抗する負の電荷を中和することによって、部分的に高い圧縮を達成することができます。 ユークロマチンと呼ばれるクロマチンの1つのタイプは、遺伝子活性を積極的に調節し、ヘテロクロマチンはDNA分子の不活性領域をしっかりと結合させます。
DNAがしっかりと結合していると、転写機構（酵素やその他の分子）が物理的に遺伝子に到達できないため、その領域の遺伝子を転写することができません。 一方、クロマチンが緩く結合している場合、遺伝子はより簡単に転写および発現されます。
染色体
染色体は、細胞が分裂しようとしているときに形成され、その時点でスパゲッティのようなクロマチンはさらに10,000倍に圧縮されます。 結果として生じる凝縮体は染色体であり、通常は大きなXに似ています。 Xの4本の腕はセントロメアと呼ばれる中央部分で結合します。 ほとんどのヒト細胞は、23の2つのセットに46の染色体を持っており、各セットは親から提供されています。
染色体はそれ自体を複製し、細胞分裂中に各娘細胞に均等に分布します。 細胞分裂が終了した後、染色体は間期と呼ばれる期間に入り、クロマチン鎖に戻ります。
原核生物は染色体やクロマチンに似たものを持っていますが、それはまったく同じではありません。 真核生物にあるのと同じ複合体の代わりに、原核生物は細胞内に収まるようにDNAを単に「スーパーコイル」します。 原核生物はまた、核様体と呼ばれるDNAの「塊」を1つだけ持っています。 このスーパーコイルに関連するタンパク質はありますが、クロマチンと同じ構造や設定ではありません。
クロマチン機能：凝縮してリラックス
転写は間期にのみ発生します。 転写中、細胞は特定のDNA遺伝子をRNAにコピーし、RNAはその後タンパク質に変換されます。 間期の間、クロマチンは比較的弛緩し、細胞の転写機構がDNA遺伝子にアクセスできるようにします。
ユークロマチンは、転写に適格な遺伝子を取り囲み、その過程で積極的な役割を果たします。 ヘテロコマチンは、DNA分子の不活性な部分に付着します。 クロマチンは染色体に凝縮し、細胞が分裂と間期を交互に繰り返すときに再び弛緩します。