Kāda ir hromatīna struktūra un funkcija?

Chromatinis ģenētiskā materiāla masa, kas sastāv no DNS un olbaltumvielas kas kondensējas, veidojot hromosomas eikariotu šūnu dalīšanās laikā. Hromatīns atrodas kodols no mūsu šūnas.

Hromatīna galvenā funkcija ir saspiest DNS kompaktā vienībā, kas būs mazāk apjomīga un ietilps kodolā. Hromatīns sastāv no mazu olbaltumvielu kompleksiem, kas pazīstami kā histoni un DNS.

Histoni palīdz organizēt DNS struktūrās, kuras sauc par nukleosomām, nodrošinot bāzi, uz kuras DNS var ietīt. Nukleosoma sastāv no apmēram 150 bāzes pāru DNS sekvences, kas ir ietīta ap astoņu histonu komplektu, ko sauc par oktameru.

Nukleosomu tālāk saliec, iegūstot hromatīna šķiedru. Hromatīna šķiedras tiek salītas un kondensētas, veidojot hromosomas. Hromatīns ļauj notikt daudziem šūnu procesiem, ieskaitot DNS replikācija, transkripcija, DNS remonts, ģenētiskā rekombinācija, un šūnu dalīšana.

Hromatīns šūnā var būt sablīvēts dažādās pakāpēs atkarībā no šūnas stadijas šūnā šūnu cikls.

Kodolā hromatīns pastāv kā euchromatin vai heterochromatin. Laikā

Lielākā daļa hromatīna ir mazāk kompaktā formā, kas pazīstama kā euchromatin. Lielāka daļa DNS tiek pakļauti euchromatīnā, ļaujot notikt replikācijai un DNS transkripcijai.

Transkripcijas laikā DNS dubultā spirāle atritina un atveras, lai atļautu gēni kodēšana olbaltumvielas jākopē. DNS replikācija un transkripcija ir nepieciešama, lai šūna sintezētu DNS, olbaltumvielas un organelles gatavojoties šūnu dalīšanai (mitoze vai meioze).

Neliels hromatīna procents starpfāžu laikā pastāv kā heterochromatin. Šis hromatīns ir cieši iesaiņots, nepieļaujot gēnu transkripciju. Heterohromatīns ar krāsvielām iekrāsojas tumšāk nekā ar eihromatīnu.

Prophase: Mitozes fāzes laikā hromatīna šķiedras pārvēršas hromosomās. Katru replicēto hromosomu veido divi hromatīdi pievienojās a centromērs.

Metafāze: Metafāzes laikā hromatīns kļūst ārkārtīgi kondensēts. Hromosomas izlīdzinās metafāzes plāksnē.

Anaphase: Anafāzes laikā pāra hromosomas (māsa hromatīdi) atdalās un tiek vilktas vārpstas mikrotubulas uz šūnas pretējiem galiem.

Telofāze: Teofāzē katrs jauns meitas hromosoma ir atdalīts savā kodolā. Hromatīna šķiedras atdziest un kļūst mazāk kondensētas. Pēc citokinēzes tiek ražotas divas ģenētiski identiskas meitas šūnas. Katrā šūnā ir vienāds hromosomu skaits. Hromosomas turpina atlobīties un pagarināties, veidojot hromatīnu.

Cilvēkiem bieži ir grūtības atšķirt atšķirību starp terminiem hromatīns, hromosoma un hromatīds. Kaut arī visas trīs struktūras sastāv no DNS un atrodami kodolā, katrs ir unikāli noteikts.

• Hromatīns sastāv no DNS un histoniem, kas ir iesaiņoti plānās, stīgas šķiedrās. Šīs hromatīna šķiedras nav kondensētas, bet var pastāvēt vai nu kompaktā formā (heterochromatin), vai mazāk kompaktā formā (euchromatin). Eihromatīnā notiek procesi, ieskaitot DNS replikāciju, transkripciju un rekombināciju. Šūnu dalīšanās laikā hromatīns kondensējas, veidojot hromosomas.
• Hromosomas ir kondensēta hromatīna vienšūņu grupas. Šūnu mitozes un meiozes dalīšanās procesu laikā hromosomas atkārtojas, lai nodrošinātu, ka katra jaunā meitas šūna saņem pareizu hromosomu skaitu. Dublēta hromosoma ir divpavediena un tai ir pazīstama X forma. Abas šķipsnas ir identiskas un savienotas centrālā reģionā, ko sauc par centromērs.
• A hromatīdi ir viena no divām replicētās hromosomas virknēm. Hromatīdus, kas savienoti ar centromēru, sauc par māsu hromatīdiem. Šūnu dalīšanas beigās māsas hromatīdi atdalās, kļūstot par meitas hromosomām jaunizveidotajās meitas šūnās.

Kūpers, Džefrijs. Šūna: molekulārā pieeja. 8. izdevums, Sinauer Associates (Oxford University Press), 2018, Oxford, U.K.