Ce sunt cromatina și cromozomii?

ADN-ul, substanța responsabilă de exprimarea structurii genetice a tuturor organismelor vii, este o moleculă lungă și îngustă compus dintr-o coloană vertebrală de zahăr-fosfat care susține o secvență precisă de molecule mai mici numite nucleotide baze. Celulele citesc secțiuni de ADN numite gene pentru a controla producția de proteine ​​care stabilesc caracteristicile celulei.

Cromatina și cromozomii sunt forme diferite ale aceluiași material care funcționează prin ambalarea moleculelor de ADN pentru a se potrivi și a opera în celule mici. Ambalarea nu este însă singura funcție a cromozomului și a cromatinei. Poate funcționa și pentru a ajuta la reglarea expresiei genelor.

Organisme eucariote, care includ toate formele de viață, cu excepția celor mai simple, au celule care conțin o regiune centrală cu pereți numită nucleu. Majoritatea ADN-ului unei celule se află în nucleu, ceea ce creează o provocare destul de mare de ambalare. Dacă ați întinde tot ADN-ul dintr-o celulă umană, s-ar extinde aproximativ 3 metri.

Natura a găsit o modalitate de a încărca tot ADN-ul într-un nucleu care are doar 1 / 100.000 de metri în diametru. Nu numai că celula trebuie să comprimă strâns ADN-ul nuclear, ci trebuie să aranjeze în mod sensibil ADN-ul astfel încât o celulă să poată accesa porțiunile pe care dorește să le folosească.

Definim cromatina prin machiaj și funcție. Cromatina este o combinație de ADN, acizi ribonucleici și proteine ​​numite histone care umple nucleul celular. Histonele se atașează și comprimă firele dublu-elicoidale ale ADN-ului. Cromatina formează structuri asemănătoare mărgele numite nucleozomi, compactând ADN-ul cu un factor de șase.

Șirul de margele se înfășoară apoi într-o formă de tub gol, solenoidul, care este de 40 de ori mai compact. Cromatina poate realiza o compresie ridicată parțial prin neutralizarea sarcinilor electrice negative care predomină în întreaga moleculă de ADN și care altfel ar rezista la compresiune. Un tip de cromatină, numită euchromatin, reglează în mod activ activitatea genelor, în timp ce heterocromatina menține strâns legate regiunile inactive ale moleculei de ADN.

Când ADN-ul este strâns legat, genele din acea regiune nu pot fi transcrise, deoarece aparatele de transcripție (enzime și alte molecule) nu pot ajunge fizic la genă. Când cromatina este legată slab, pe de altă parte, genele pot fi mai ușor transcrise și exprimate.

Cromozomii se formează atunci când o celulă este pe cale să se divizeze, moment în care cromatina asemănătoare spaghetelor se comprimă și mai mult, cu un factor de 10.000. Corpul condensat rezultat este un cromozom, care de obicei seamănă cu un X mare. Cele patru brațe ale X se unesc la porțiunea centrală numită centromer. Majoritatea celulelor umane au 46 de cromozomi în două seturi de 23, fiecare set donat de un părinte.

Cromozomii se duplică și se distribuie uniform către fiecare celulă fiică în timpul diviziunii celulare. După terminarea diviziunii celulare, cromozomii intră într-o perioadă numită interfază și se întorc în fire de cromatină.

Procariotele au ceva similar cu cromozomii și cromatina, dar nu este la fel. În loc de aceleași complexe care se află în eucariote, procariotele pur și simplu își „supraînfășoară” ADN-ul pentru a se potrivi în interiorul celulei. Procariotele au, de asemenea, un singur „grup” de ADN numit nucleoid. Deși există proteine ​​asociate cu această superînfășurare, nu este aceeași structură sau configurare ca și cromatina.

Transcrierea are loc numai în timpul interfazei. În timpul transcrierii, celula copiază gene ADN specifice pe ARN, pe care ulterior le traduce în proteine. În timpul interfazei, cromatina este relativ relaxată, permițând mașinii de transcripție a celulei să acceseze genele ADN.

Euchromatina înconjoară genele eligibile pentru transcriere și joacă un rol activ în proces. Heterochomatinul se atașează la porțiuni inactive ale moleculei de ADN. Cromatina se condensează în cromozomi și apoi se relaxează din nou pe măsură ce celula alternează între diviziune și interfază.