Compoziția chimică a cromozomilor

Studiul organizării chimice a cromozomilor în celulele eucariote a arătat că acestea constau în principal din ADN si proteine, care formează un complex cromatinei nucleoproteine, numit pentru abilitatea sa de a fi colorate cu coloranți de bază.

Așa cum a fost demonstrat de numeroase studii, ADN-ul este purtătorul material al proprietăților ereditate și de variație și conține informația biologică - programul de dezvoltare a celulei, organismul, înregistrate cu ajutorul unui cod special. Cantitatea de ADN în nuclee de celule ale unui organism al acestei specii este constantă și proporțională cu ploidie lor. In celulele somatice diploide ale organismului, este de două ori că în gârneții. Creșterea numărului de seturi de cromozomi în celulele poliplovdnyh este însoțită de o creștere proporțională a cantității de ADN în ele.

Proteinele constituie o mare parte a materialului cromozomial. Acestea reprezintă aproximativ 65% din masa acestor structuri. Toate proteinele cromozomiale sunt împărțite în două grupe: histone și proteine ​​non-histonice.

Histone sunt reprezentate de cinci fracții: HI, H2A, H2B, NC, H4. Proteinele de bază Ca încărcate pozitiv, ele sunt destul de puternic se leaga de moleculele de ADN decât să împiedice citirea informațiilor biologice anexate. Acesta este rolul lor de reglementare. In plus, aceste proteine ​​au o funcție structurală, oferind organizarea spațială a ADN-ului cromozomial.

Numărul de fracțiuni proteice non-histonice peste 100. Dintre acestea, enzime de sinteza si prelucrarea ARN-ului, replicarea si repararea ADN-ului. Proteinele au, de asemenea, acizi cromozomiale roluri structurale și de reglementare. În plus față de ADN-ul și proteinele din compoziție sunt, de asemenea, a constatat ARN cromozomal, lipide, polizaharide, ioni metalici.

ARN cromozomi produse de transcriere reprezentate in parte nu au fost încă au părăsit locul de sinteză. Unele fracțiuni de funcții de reglementare inerente.

Rolul de reglementare a componentelor de cromozomi este „interzis“ sau „permis“ înșelăciune de informații de la molecule de ADN.

Rapoartele în greutate ale ADN-ului: histone: proteine ​​non-histonice: ARN: lipide - sunt 1: 1: (0,2-0,5) :( 0,1-0,15) :( 0,01--0,03). Alte componente găsite în cantități mici.

Organizarea structurală a cromatinei

Menținerea continuității între generații de cromatinei celulare, in functie de perioada si faza a ciclului celular schimbă organizarea. In interfază sub microscopie cu lumină este detectată sub formă de bucăți dispersate în nucleul nucleoplasmei. La schimbarea celulelor la mitoză, mai ales în cromatinei metafaza ia forma unor celule intens colorați bine sesizabile individuale - cromozomi.

Interfază și formele de cromatină metafază de existență sunt considerate ca fiind două variante polare ale organizației sale structurale implicate în ciclul mitotic al tranzițiilor reciproce. În sprijinul acestei evaluări indică dovezi microscopie electronică că baza atât interfazei și metafază forma este una și aceeași structură filamentos elementară. Sub microscopice de electroni și studii fizico-chimice în compoziția interfazei cromozomi cromatinei și metafază au fost identificate de filamente (fibrile) având un diametru de 3,0-5,0, 10, 20-30 nm. Este util să se reamintească faptul că diametrul dublu helix ADN-ului este de aproximativ 2 nm diametru Structura filamentoasa interfază cromatinei este 100-200, iar diametrul unuia dintre cromatidelor surori ale cromozomului metafaza - 500- 600 nm.

Cel mai comun este punctul de vedere că cromatinei (cromozomului) reprezintă firul elicoidal. Aceasta eliberează mai multe niveluri Helix (compact-tizatsii) cromatinei.

filament nucleozomul. Acest nivel de organizare a cromatinei oferă patru tipuri de histone nucleozomale: H2A, H2B, NC, H4. Ele formează o reminiscență a unei proteine ​​șaibei corp - scoarță, format din opt molecule (două molecule din fiecare tip de histone).

Molecula de ADN cu proteina de completare de miezuri, spirală le înfășurare. Se transformă regiunea ADN care constă din 146 perechi de baze (bp) în contact cu fiecare Kor. Eliberat de contactul cu organismele proteice regiunile ADN numite lianți sau linker. Acestea cuprind 15-100 bp (Medie 60 bp) în funcție de tipul de celulă.

Segmentul de molecule de ADN de lungime 200 n. N. împreună cu un miez, o proteină din nucleozomul. Prin această organizație în centrul structurii cromatinei este un fir, care este un lanț de unități care se repetă - nucleozomului. În acest sens, genomul uman format din 3 x 10 9 n. N. Acesta conține dublu helix ADN, ambalate în 1,5 x 10 7 nucleosomes.

De-a lungul lanțului de perle nucleozomal filiforme sunt regiuni ale ADN-ului, care nu conțin corpuri proteice. Aceste zone sunt situate la intervale de câteva mii de perechi de baze, joacă un rol important în ambalaj cromatinei suplimentar, deoarece acestea conțin secvențe de nucleotide care recunosc în mod specific o varietate de proteine ​​non-histonice.

Ca rezultat al organizației cromatinei nucleozomal ADN diametru dublu helix de 2 nm devine 10-11 nm diametru.

fibrilelor de cromatinei. compactare suplimentară este asigurată de pistoanele nucleozomal fir HI, care se combină cu ADN linker și proteine ​​două corpuri adiacente, le aduce aproape unul de altul. Rezultatul este o structură mai compactă, construită, probabil, pentru un tip solenoid. O astfel de fibrile de cromatină, de asemenea, numit unitate are un diametru de 20-30 nm.

Interphase chromonema. Următorul nivel de organizare structurală a materialului genetic cauzate de stivuire fibrils cromatină în buclă. In formarea lor, participa probabil non-proteine ​​histone, care sunt capabile să recunoască secvențe nucleotidice specifice ale ADN-ului vnenukleosomnoy la distanță unul de altul la o distanță de câteva kilobaze. Aceste proteine ​​reunesc porțiunile menționate pentru a forma balamale dispuse între ele din fragmente de fibrile de cromatină. porțiune de ADN corespunzând unei bucle, conține de la 20 000 la 80 000 de n. N. Poate că fiecare buclă este unitatea funcțională a genomului. Ca urmare, un astfel de pachet cu diametrul de cromatină fibrila de 20-30 nm este convertit la 100-200 nm în structura diametru numit interphase chromonemata.

porțiuni separate interfazice chromonemata sunt supuse compactării în continuare, formând o unitate structurală combinarea bucle adiacente ale aceleiași organizații. Acestea sunt identificate în nucleul interfază sub forma de smocuri de cromatinei. Poate că existența acestor blocuri de construcție conduce la o imagine a distribuției inegale a anumitor coloranți în cromozomi metafază, care sunt utilizate în studiile citogenetice.

Inegală gradul de compactare a diferitelor secțiuni ale interfazei cromozomi este de mare importanță funcțională. În funcție de starea de cromatină izolat cromozom eucromatină la densitate diferite de ambalare în porțiuni care nu se divid celule și potențial transcrise și heterochromatic, caracterizat printr-o inerției organizare compactă și genetică. În informațiile biologice în cadrul are loc transcrierea lor.

O distincție este constitutivă (structural) și facultative heterochromatin.

heterocromatină constitutivă conținute în zonele okolotsentromernyh și telomeric de cromozomi, precum și pentru unele fragmente interne de cromozomi individuali. Este format numai ADN-non transcrise. Probabil, rolul său este de a menține structura generală a nucleului, cromatinei atașamentul la plic nucleare, recunoașterea reciprocă a cromozomilor omologi în meioză, separarea genelor structurale adiacente care participă la procesele de reglementare a activității lor.

Exemple de heterocromatinei este corpul cromatină facultativa sexual format de celulele normale in organisme sex homogametic (homogametic este o femelă umană) într-unul dintre cei doi cromozomi X. Genele acestui cromozom nu este transcris. Formarea heterocromatinei Facultativă datorita materialului genetic al cromozomilor este însoțit de un alt proces de diferențiere celulară și servește ca mecanism de decupla funcția grupelor active ale genelor a căror transcriere nu este necesară în celulele acestei specializări. În legătură cu acest cromatinei desen de nuclee de celule de diferite țesuturi și organe la diferite preparate histologice. Un exemplu este cromatina heterochromatization în nucleele eritrocite mature de păsări.

Aceste niveluri ale organizării structurale a cromatinei gasite in celulele care se divid, atunci cand cromozomi nu sunt încă suficient de compactat să fie vizibil în lumina microscopului ca o structură separată. Numai anumite porțiuni ale acestora cu o densitate mai mare detectată în nucleele sub forma de tufe de cromatină. zone heterocromatinei compacte grupate în jurul nucleol și membrana nucleară.

Metafază cromozom. Intrarea celulelor în interfazei mitoză este însoțită cromatinei superkompaktizatsiey. cromozomi individuale devin mai vizibile. Acest proces începe în profaza, atingând expresia maximă în metafaza mitozei și anafaza. La telofaza mitozei apare substanta dekompak-tizatsiya de cromozomi, care capătă o structura cromatinei interfază. Descris superkompaktizatsiya mitotic facilitează distribuirea cromozomilor spre polii fusului mitotic în anafaza mitozei.