Què és la cromatina: definició, estructura i funció

Els estudis bioquímics de la genètica - una forma important per estudiar els seus components principals - els gens i cromosomes. En aquest article anem a veure el que és la cromatina, conèixer la seva estructura i funció en la cèl·lula.

L'herència - la propietat principal de la matèria viva

Entre els principals processos que caracteritzen els organismes que viuen a la Terra, es respira, la nutrició, el creixement, la selecció i la reproducció. L'última funció és la més important per a la preservació de la vida al nostre planeta. Com no recordar que el primer manament donat per Déu a Adam i Eva va ser la següent: "Sigueu fecunds i multipliqueu". A nivell de les cèl·lules funció generativa es realitza amb àcids nucleics (substància constituent de cromosomes). Aquestes estructures seran discutits en el que segueix.

També afegim que la preservació i transmissió de la informació genètica transportada pels descendents del mateix mecanisme que no depèn del nivell d'organització dels individus, que és per al virus i els bacteris, i és universal als éssers humans.

El que és la substància de l'herència

En aquest treball s'estudia l'estructura de la cromatina i funcions dels quals són directament dependents de l'organització de molècules d'àcid nucleic. Miescher científic suís en 1869 compostos es van detectar en els nuclis de les cèl·lules del sistema immune, que exhibeixen propietats dels àcids els crida àcids nucleics llavors primer nukleina i. Des del punt de vista de la química, de TI macromoleculars compostos - polímers. Aquests monòmers són nucleòtids que tenen la següent estructura: una base de purina o pirimidina, i el residu de pentosa d'àcid ortofosfòric. Els científics han trobat que dos tipus d'àcids nucleics poden estar presents en les cèl·lules: DNA i RNA. Ells es complejan amb les proteïnes per formar un compost de cromosomes. Així com les proteïnes, els àcids nucleics tenen múltiples nivells d'organització espacial.

El 1953, el Premi Nobel era Watson i Crick desxifrat l'estructura de l'ADN. És una molècula composta de dues cadenes interconnectats per enllaços d'hidrogen que sorgeixen entre les bases nitrogenades en el principi de complementarietat (davant de la base timina i adenina situat davant de citosina - guanina). l'estructura i funció dels quals estem estudiant la cromatina, la molècula comprèn un àcid desoxiribonucleic i diverses configuracions ribonucleics. Sobre aquest tema, es discuteix amb més detall a la secció "Nivells d'organització de la cromatina."

La localització de la substància de l'herència en una cèl·lula

ADN present en aquests cytostructure com el nucli, i també en orgànuls, capaç de Divisió - mitocòndries i cloroplasts. Això és a causa del fet que aquests orgànuls realitzen funcions essencials en la cèl·lula: la síntesi d'ATP, i la síntesi de la glucosa i la formació d'oxigen en les cèl·lules vegetals. orgànuls sintètics pare del pas doble cicle de vida. Per tant, les cèl·lules filles en la mitosi (divisió de les cèl·lules somàtiques) o meiosi (la formació d'espermatozoides i òvuls) va produir les estructures cel·lulars arsenal desitjats proporcionar les cèl·lules amb nutrients i energia.

L'àcid ribonucleic es compon d'una cadena i té un pes molecular més baix que l'ADN. Es troba tant en el nucli i en hyaloplasm, i és part de molts orgànuls cel·lulars: ribosomes, mitocondris, reticle endoplasmàtic, plastidis. Cromatina en aquests orgànuls associats amb la proteïna histona i una part dels plasmidis - tancats circulars molècules d'ADN.

i l'estructura de la cromatina

Així hem establert que l'àcid nucleic que conté la substància dels cromosomes - les unitats estructurals de l'herència. La seva cromatina en el microscopi electrònic té la forma de grànuls o en estructures filamentoses. Conté, a més de la ADN, i fins i tot molècules d'ARN, i proteïnes que presenten propietats bàsiques i les histones amb nom. Totes les anteriors estructures formen part del nucleosoma. Es troben en el nucli i els cromosomes es denominen fibril (rosca a solenoides). Resumint tot l'anterior, vam determinar que aquesta cromatina. Aquest compost complex d'àcids desoxirribonucleicos i proteïnes específiques - histones. Ells, com les bobines, s'enrotllen les molècules d'ADN de doble cadena per formar un nucleosoma.

Els nivells d'organització de la cromatina

substància herència té una estructura diferent, que depèn de molts factors. Per exemple, en quina etapa de la cèl·lula que experimenta el cicle de vida: dividir el període (metoz o meiosi), o presynthetic sintètic durant la interfase. De la forma d'un solenoide, o fibril·les, com el més simple, hi ha una compactació addicional de la cromatina. L'heterocromatina - un estat més dens, es forma en les porcions intró del cromosoma, que no és possible la transcripció. Durant les cèl·lules de descans - interfase, quan no hi ha procés de divisió - karyoplasm heterocromatina ubicada al nucli perifèricament, prop de la seva membrana. Segellat continguts nuclears etapa postsynthetic es produeix en el cicle de vida de les cèl·lules, és a dir, immediatament abans de la divisió.

Què determina la condensació de la matèria de l'herència

Continuant a explorar la pregunta "què és la cromatina", els investigadors van trobar que depèn de les proteïnes de segellat-histona que, juntament amb les molècules d'ADN i ARN en el nucleosoma. Es componen de quatre tipus de proteïnes, anomenades vaques i enllaçador. En el moment de la transcripció (la lectura de la informació de gens a través d'RNA) material de l'herència mal fusionat, i es diu l'eucromatina.

Actualment s'estan estudiant en particular la distribució de molècules d'ADN associades amb proteïnes histones. Per exemple, els investigadors van trobar que la cromatina diferents loci del mateix cromosoma diferents nivells de condensació. Per exemple, en els llocs d'unió a la mitòtiques filaments cromosòmics claveguera trucades centròmers, és més densa que les seccions telomèriques - loci final.

Gens-reguladors i cromatina

El concepte de la regulació de l'activitat dels gens, creat pels genetistes francesos Jacob i Monod, dóna una idea de l'existència de zones d'àcid desoxiribonucleic, en la qual no hi ha informació sobre l'estructura de la proteïna. Realitzen una purament burocràtics - gestió funcions. Naming gens reguladors, aquestes parts dels cromosomes en general en la seva estructura proteïnes desproveït-histones. Cromatina, la definició de les quals es va dur a terme mitjançant seqüenciació, va ser nomenat oberta.

En altres estudis es va trobar que en aquests loci es troba una seqüència de nucleòtids que prevenen l'adhesió a les molècules d'ADN de les partícules de proteïna. Tals parts comprenen els gens reguladors són: promotors ehansery activadors. La compactació de la cromatina en ells és alta, i la longitud d'aquestes seccions mitjanes al voltant de 300 nm. Hi ha un mètode per determinar la cromatina oberta bioquímica en els nuclis aïllats en els quals l'ús de l'enzim DNA-nansa. Es descompon ràpidament loci de cromosomes, que no tenen proteïnes histones. Cromatina en aquestes àrees ha estat cridat hipersensibles.

El paper de l'herència de substàncies

Els complexos que inclouen ADN, ARN i proteïna anomenada cromatina, que participen en la ontogènia de cèl·lules i alterar la seva composició depenent del tipus de teixit i de l'etapa del desenvolupament d'un organisme en el seu conjunt. Per exemple, en les cèl·lules epitelials de la pell gens com ara ehanser i promotor bloquejat proteïnes repressors, i aquests gens reguladors en les cèl·lules secretores de l'epiteli intestinal i són actius a la zona de la cromatina oberta. Els científics, els genetistes van trobar que en una fracció de l'ADN que no codifiquen proteïnes, representant més del 95% del genoma humà. Això vol dir que el control dels gens és molt més que aquells que són responsables de la síntesi de pèptids. La introducció de tècniques com ara xips d'ADN i seqüenciació va permetre esbrinar el que la cromatina, i com a resultat, a mapa del genoma humà.

Els estudis de la cromatina és important en aquestes àrees de la ciència com la genètica humana i la genètica mèdica. Això s'associa amb un fort augment de nivell d'ocurrència de malalties hereditàries - gen com i el cromosoma. La detecció primerenca d'aquestes síndromes augmenta el percentatge de pronòstics positius en el seu tractament.