Що таке хроматин і хромосоми?

ДНК, речовина, відповідальна за вираження генетичного складу всіх живих організмів, є довгою вузькою молекулою складається з цукрово-фосфатного каркасу, який підтримує точну послідовність менших молекул, званих нуклеотидами бази. Клітини зчитують ділянки ДНК, які називаються генами, для контролю вироблення білків, що встановлюють характеристики клітини.

Хроматин і хромосоми - це різні форми одного і того ж матеріалу, які працюють, упаковуючи молекули ДНК, щоб вони вмістились і працювали в крихітних клітинах. Однак упаковка - не єдина функція хромосом та хроматину. Він також може допомогти регулювати експресію генів.

Еукаріотичні організми, які включають усі, крім найпростіших форм життя, мають клітини, що містять центральну відгороджену область, яка називається ядром. Більша частина ДНК клітини знаходиться в ядрі, що створює неабиякі труднощі для упаковки. Якби ви розтягнули всю ДНК в людській клітині, вона сягала б приблизно 3 метрів.

Природа знайшла спосіб запхати всю цю ДНК в ядро ​​діаметром лише 1/100000 метра. Клітина не тільки повинна щільно стискати ядерну ДНК, вона також повинна розумно розташовувати ДНК, щоб клітина могла отримати доступ до частин, які вона хоче використовувати.

Ми визначаємо хроматин за його складом та функцією. Хроматин є комбінацією ДНК, рибонуклеїнових кислот і білків, які називаються гістонами, що заповнюють клітинне ядро. Гістони прикріплюються і стискають подвійні гвинтові нитки ДНК. Хроматин утворює структури, схожі на кульки, які називаються нуклеосомами, ущільнюючи ДНК у шість разів.

Нитка бісеру згортається в порожнисту форму трубки - соленоїд, який у 40 разів компактніший. Хроматин може частково досягти високого стиснення, нейтралізуючи негативні електричні заряди, які переважають у всій молекулі ДНК і які в протилежному випадку протистоять стисненню. Один тип хроматину, який називається еухроматин, активно регулює активність генів, тоді як гетерохроматин підтримує тісно зв’язані неактивні ділянки молекули ДНК.

Коли ДНК тісно пов'язана, гени в цій області не можуть транскрибуватися, оскільки механізми транскрипції (ферменти та інші молекули) фізично не можуть потрапити до гена. З іншого боку, коли хроматин вільно зв’язаний, гени можуть легше транскрибуватися та експресуватися.

Хромосоми утворюються, коли клітина збирається ділитися, і тоді спагетіподібний хроматин стискається ще більше, у 10000 разів. Утворене ущільнене тіло є хромосомою, яка зазвичай нагадує великий Х. Чотири плечі X з'єднуються в центральній частині, яка називається центромерою. Більшість клітин людини мають 46 хромосом у двох наборах по 23, кожен набір подарований батьком.

Хромосоми дублюються і рівномірно розподіляються по кожній дочірній клітині під час поділу клітини. Після закінчення ділення клітин хромосоми вступають у період, який називається інтерфазою, і повертаються до хроматинових ланцюгів.

Прокаріоти мають щось схоже на хромосоми та хроматин, але це не зовсім те саме. Замість тих самих комплексів, що знаходяться в еукаріотів, прокаріоти просто «перекручують» свою ДНК, щоб вмістити її всередині клітини. У прокаріотів також є лише одна "грудка" ДНК, яка називається нуклеоїдом. Хоча існують білки, пов’язані з цим суперспіралітом, це не така структура або структура, як хроматин.

Транскрипція відбувається лише під час фази. Під час транскрипції клітина копіює специфічні гени ДНК на РНК, які згодом перетворюється на білки. Під час інтерфази хроматин є відносно розслабленим, що дозволяє механізму транскрипції клітини отримувати доступ до генів ДНК.

Евхроматин оточує гени, придатні для транскрипції, і відіграє активну роль у процесі. Гетерохоматин приєднується до неактивних частин молекули ДНК. Хроматин конденсується в хромосоми, а потім знову розслабляється, коли клітина чергується між поділом та інтерфазою.