O DNA, a substância responsável por expressar a composição genética de todos os organismos vivos, é uma molécula longa e estreita composto de uma estrutura de açúcar-fosfato que suporta uma sequência precisa de moléculas menores chamadas de nucleotídeos bases. As células lêem seções de DNA chamadas genes para controlar a produção de proteínas que estabelecem as características da célula.
A cromatina e os cromossomos são formas diferentes do mesmo material que funcionam embalando moléculas de DNA para caber e operar em células minúsculas. No entanto, a embalagem não é a única função do cromossomo e da cromatina. Ele também pode funcionar para ajudar a regular a expressão gênica.
Desafio de embalagem
Organismos eucarióticos, que incluem todas as formas de vida, exceto as mais simples, têm células que contêm uma região central isolada chamada de núcleo. A maior parte do DNA de uma célula reside no núcleo, o que cria um grande desafio de empacotamento. Se você esticar todo o DNA de uma célula humana, ele se estenderá por cerca de 3 metros.
A natureza encontrou uma maneira de colocar todo esse DNA em um núcleo que tem apenas 1 / 100.000 de um metro de diâmetro. A célula não deve apenas comprimir firmemente o DNA nuclear, mas também organizar o DNA de maneira sensata para que a célula possa acessar as porções que deseja usar.
Definição de cromatina
Definimos a cromatina por sua composição e função. Cromatina é uma combinação de DNA, ácidos ribonucléicos e proteínas chamadas histonas que preenchem o núcleo da célula. As histonas se ligam e comprimem as fitas de DNA em dupla hélice. A cromatina forma estruturas semelhantes a esferas chamadas nucleossomos, compactando o DNA por um fator de seis.
O cordão de contas então se enrola em um tubo oco, o solenóide, que é 40 vezes mais compacto. A cromatina pode atingir alta compressão em parte neutralizando as cargas elétricas negativas que predominam em toda a molécula de DNA e que, de outra forma, resistiriam à compressão. Um tipo de cromatina, chamado eucromatina, regula ativamente a atividade do gene, enquanto a heterocromatina mantém as regiões inativas da molécula de DNA fortemente ligadas.
Quando o DNA está fortemente ligado, os genes daquela região não podem ser transcritos, pois a maquinaria de transcrição (enzimas e outras moléculas) não pode chegar fisicamente ao gene. Quando a cromatina está fracamente ligada, por outro lado, os genes podem ser mais facilmente transcritos e expressos.
Cromossomos
Os cromossomos se formam quando uma célula está prestes a se dividir, momento em que a cromatina semelhante a espaguete se comprime ainda mais, por um fator de 10.000. O corpo condensado resultante é um cromossomo, que geralmente se assemelha a um grande X. Os quatro braços do X se unem na porção central chamada centrômero. A maioria das células humanas tem 46 cromossomos em dois conjuntos de 23, cada conjunto doado por um dos pais.
Os cromossomos se duplicam e se distribuem uniformemente para cada célula filha durante a divisão celular. Após o término da divisão celular, os cromossomos entram em um período denominado interfase e voltam aos filamentos de cromatina.
Os procariontes têm algo semelhante aos cromossomos e à cromatina, mas não é exatamente o mesmo. Em vez dos mesmos complexos dos eucariotos, os procariontes simplesmente "superenrolam" seu DNA para encaixá-lo dentro da célula. Os procariotos também têm apenas um "aglomerado" de DNA chamado nucleóide. Embora existam proteínas associadas a esse superenrolamento, não é a mesma estrutura ou configuração da cromatina.
Função da cromatina: condensar e relaxar
A transcrição ocorre apenas durante a interfase. Durante a transcrição, a célula copia genes específicos do DNA para o RNA, que posteriormente traduz em proteínas. Durante a interfase, a cromatina está relativamente relaxada, permitindo que a maquinaria de transcrição da célula acesse os genes do DNA.
A eucromatina envolve os genes elegíveis para transcrição e desempenha um papel ativo no processo. A heterochomatina se liga a porções inativas da molécula de DNA. A cromatina se condensa em cromossomos e depois relaxa novamente conforme a célula alterna entre a divisão e a interfase.