A genetikai biokémiai kutatás fontos módja annak alapelemeinek - a kromoszómák és a gének - tanulmányozásának. Ebben a cikkben megvizsgáljuk, mi a kromatin, és megismerjük annak szerkezetét és funkcióit a sejtben.
A szervezetekre jellemző fő folyamatokhoz,A Földön élő emberek közé tartozik a légzés, táplálkozás, növekedés, kiválasztás és szaporodás. Ez utóbbi funkció a legfontosabb az életmentéshez bolygónkon. Hogyan ne emlékezzünk arra, hogy az első parancsolat, amelyet Isten adott Ádámnak és Évának, a következő volt: "Légy gyümölcsöző és szaporodj!" A sejtek szintjén a generatív funkciót nukleinsavak (a kromoszómák alkotó anyaga) végzik. Ezeket a struktúrákat a jövőben megvizsgáljuk.
Adja hozzá a mentést és az átvitelt isaz utódok öröklődő információit egyetlen mechanizmus biztosítja, amely teljesen független az egyén szervezettségi szintjétől, azaz a vírus, a baktériumok és az emberek számára egyetemes.
Ebben a cikkben kromatint, szerkezetet ésamelyek funkciója közvetlenül függ a nukleinsavmolekulák szerveződésétől. Mis69 svájci tudós 1869-ben fedezte fel az immunrendszer sejtmagjában olyan vegyületeket, amelyek mutatják a savak tulajdonságait, amelyeket először nukleinnek, majd nukleinsavaknak neveztek el. A kémia szempontjából ezek nagy molekulatömegű vegyületek - polimerek. Monomereik a következő szerkezetű nukleotidok: purin vagy pirimidin bázis, pentóz és a foszforsav maradék. A tudósok megállapították, hogy a sejtekben kétféle nukleinsav lehet jelen: a DNS és az RNS. Komplexbe lépnek a fehérjékkel és képezik a kromoszómák anyagát. A fehérjékhez hasonlóan a nukleinsavak térbeli szerveződésének több szintje is van.
1953-ban Nobel-díjasokWatson és Crick megfejtette a DNS szerkezetét. Ez egy molekula, amely két láncból áll, amelyek hidrogénkötésekkel kapcsolódnak össze a nitrogénbázisok között a komplementaritás elve szerint (a timinbázis az adeninnel szemben, a guanin a citozinnal szemben). A kromatin, amelynek szerkezetét és funkcióit vizsgáljuk, különböző konfigurációjú dezoxiribonukleinsav és ribonukleinsav molekulákat tartalmaz. A kérdésről részletesebben a „Kromatin szervezettségi szintje” szakaszban foglalkozunk.
A DNS jelen van olyan citostruktúrákban, mint példáulmagban, valamint az osztódásra képes organellákban - mitokondriumokban és kloroplasztokban. Ennek oka az a tény, hogy ezek az organoidok a sejt legfontosabb funkcióit látják el: ATP szintézist, valamint glükóz szintézist és oxigén képződést a növényi sejtekben. Az életciklus szintetikus szakaszában az anyai organellák megduplázódnak. Így a lányos sejtek a mitózis (szomatikus sejtek megosztása) vagy a meiosis (petesejtek és sperma képződése) eredményeként megkapják a szükséges sejtszerkezetek arzenálját, amelyek táplálékot és energiát biztosítanak a sejteknek.
A ribonukleinsav egy láncból ésalacsonyabb molekulatömegű, mint a DNS. Megtalálható mind a magban, mind a hyaloplasmában, és számos celluláris organellának is része: riboszómák, mitokondriumok, endoplazmatikus retikulum, plasztidok. Az ezekben az organellákban levő kromatin a hisztonfehérjékkel kapcsolódik és része a plazmidoknak - a gyűrűvel zárt DNS-molekuláknak.
Tehát azt találtuk, hogy a nukleinsavaka kromoszómák anyagában - az öröklődés strukturális egységei. Az elektronmikroszkóp alatt levő kromatinjuk granulátum vagy rostos képződmény formájában van. A DNS-en kívül RNS-molekulákat, valamint olyan fehérjéket is tartalmaz, amelyek alapvető tulajdonságokkal rendelkeznek, és hisztonoknak nevezik őket. A fenti struktúrák mind a nukleoszómák részét képezik. Ezek a mag kromoszómáiban vannak, és fibrillnek (filamentum-solenoid) nevezik őket. A fentiek összesítéséhez meghatározzuk, mi a kromatin. Ez egy dezoxiribonukleinsav és speciális fehérjék - hisztonok komplex vegyülete. Kettős szálú DNS-molekulák rájuk vannak tekercselve, mint a tekercsek, és nukleoszómokat képeznek.
Az öröklés anyaga különféleegy olyan struktúra, amely sok tényezőtől függ. Például, hogy az életciklus mely szakaszában megy keresztül a sejt: az osztódás periódusa (metózis vagy meiosis), az interfázis preszintetikus vagy szintetikus periódusa. A mágnesszelep vagy a fibrill formájából, mint a legegyszerűbbből, további kromatin-tömörítés következik be. A heterochromatin egy sűrűbb állapot, a kromoszóma intron régióiban képződik, amelyeken az átírás nem lehetséges. A sejt - interfázis pihenőideje alatt, amikor nincs megosztási folyamat - a heterochromatin a mag karioplazmájában helyezkedik el a periférián, a membrán közelében. A nukleáris tartalom tömörítése a sejt életciklusának utáni szintetikus szakaszában, azaz közvetlenül az osztódás előtt történik.
Folytatva annak vizsgálatát, hogy mi a kromatin,A tudósok azt találták, hogy a tömörülése a hisztonfehérjéktől függ, amelyek a nukleoszómák részét képezik, a DNS és az RNS molekulákkal együtt. Négyféle fehérjéből állnak, úgynevezett mag és linker. A transzkripció pillanatában (az RNS-t használó gének információinak olvasása) az öröklődés anyaga gyengén kondenzált, és euchromatin-nak nevezzük.
Jelenleg a disztribúciós szolgáltatásokA hisztonfehérjékkel kapcsolatos DNS-molekulákat továbbra is vizsgálják. Például a tudósok azt találták, hogy ugyanazon kromoszóma különböző lókuszainak kromatinja különbözik a kondenzáció szintjén. Például a hasadóorsó szálainak kromoszómához való kapcsolódásának helyein, úgynevezett centromerekként, ez sűrűbb, mint a telomer régiókban - terminális lókuszok.
A génaktivitás szabályozásának koncepciójábanA francia genetikusok, Jacob és Mono készítette, képet ad azokról a dezoxiribonukleinsav-helyekről, amelyekben nincs információ a fehérjék szerkezetéről. Tisztán bürokratikus - vezetői funkciókat látnak el. Szabályozási géneknek nevezve a kromoszómák ezen részeinek szerkezetében rendszerint nincs hisztonfehérje. A kromatint, amelynek meghatározását szekvenálással hajtottuk végre, nyitottnak neveztük.
További kutatások során megállapítást nyert, hogyhogy ezek a lókuszok olyan nukleotidszekvenciákat tartalmaznak, amelyek megakadályozzák a fehérje részecskéknek a DNS-molekulákhoz való kapcsolódását. Az ilyen helyek szabályozó géneket tartalmaznak: promoterek, fokozók, aktivátorok. Ezekben a kromatin tömörülése nagy, ezen régiók hossza átlagosan körülbelül 300 nm. Van olyan biokémiai módszer a nyílt kromatin meghatározására izolált magokban, amelyben a DNáz enzimet használják. Nagyon gyorsan hasítja a kromoszóma lókuszokat, amelyekben nincs hisztonfehérje. A kromatint ezeken a területeken túlérzékenynek nevezik.
Komplexek, beleértve a DNS-t, RNS-t és fehérjét,A kromatinnak nevezett sejtek ontogenezisében vesznek részt és megváltoztatják összetételüket a szövet típusától, valamint a szervezet egészének fejlődési stádiumától függően. Például a bőr epiteliális sejtjeiben a géneket, például egy erősítőt és egy promotort blokkolják a represszorfehérjék, és ugyanazok a szabályozógének a bélhámsejt szekréciós sejtjeiben aktívak és a nyitott kromatin zónájában helyezkednek el. A genetikus tudósok azt találták, hogy a DNS, amely nem kódolja a fehérjéket, a teljes emberi genom több mint 95% -át teszi ki. Ez azt jelenti, hogy sokkal több kontrollgén van, mint azok, amelyek felelősek a peptidek szintéziséért. Az olyan módszerek bevezetése, mint például a DNS-chipek és a szekvenálás lehetővé tette, hogy megtudjuk, mi a kromatin, és ennek eredményeként térképezzük fel az emberi genomot.
A kromatin-tanulmányok nagyon fontosak ebbentudományágak, például az emberi genetika és az orvosi genetika. Ennek oka az örökletes betegségek előfordulásának hirtelen megnövekedett szintje, mind a genetikai, mind a kromoszómális betegségek esetében. Ezen szindrómák korai felismerése növeli a pozitív prognózis százalékát kezelésük során.
