Хроматин

Хроматин

Хроматин

Структурная организация

• эухроматин и гетерохроматин

• половой хроматин

Генетический материал в интерфазных ядре находится в виде хроматпинових нитей. Переплетаясь внутри ядра, они образуют хроматинового сетку. Количество хроматинового нитей отвечает ди- плоьщному набора хромосом. Хроматиновые нити - это комплекс ДНК и белков в соотношении I: И. Организация хроматина. В состав хроматина входят основные (гистонов) и кислые (негистонови), или нейтральные) белки.

Известно пять разновидностей гистонов: Н1, Н2А, Н2В, НЗ и Н4. Соединяясь между собой, четыре последних образуют белковые диски (гистонная корь), на которые накручивается ДНК (рис. 1.39). Такая элементарная единица строения хроматина называется нуклеосомы (лат. nucleus - ядро, soma - тело). Гистон Н1 ответственный за компактную укладку нуклеосом- ного цепи и соединяет нуклеосомы между собой. Под электронным микроскопом большая часть хроматина представляет собой волокна с очень маленьким диаметром. Это основная форма упаковки хроматина, общеизвестна как хроматинового волокно диаметром ЗО нм. Хотя молекулы ДНК очень длинные, они упаковываются с помощью гистонов в спираль значительно меньшей длины. Нуклеосомы – дискообразные частицы диаметром около 11 нм.

Гистоновых октамэр образует протеиновый стержень, вокруг которого закручивается определенный сегмент двонитковою ДНК. Нить ДНК продолжается от нуклеосомы в нуклеосомы, каждая из которых отделяется от последующей участком линкернои ДНК, представляет собой примерно 60 пар азотистых оснований. Линкерна ДНК и определена участок нуклеосомы составляют полную нук- Леос, содержащий 200 пар азотистых оснований ДНК. В каждой нуклеосомний доле фрагмент двойной спирали ДНК, длиной 146 пар оснований, обернутый у кори, что представляет собой гистоновых октамер. Этот белковый корь содержит по две молекулы каждого из гистонов Н2А, Н2В, НЗ, Н4. В деконденсований форме хроматина каждая Нуклеосома связана с соседней частицей нитевидной участком линкернои ДНК. Негистонови белки - это большая гетерогенная группа протеинов. Среди них есть структурные и регуляторные белки, участвующих в регуляции генов, а также некоторые ферменты (ДНК-полимеразы, РНК-полимеразы). Если всю ДНК одного ядра клетки человека вытянуть, то она будет длиной около 1,5 м. Заключить такой длинный цепь 46 хромосом можно только благодаря очень эффективному упаковки. При делении ядра хроматин уплотняется в короткие спиральные нити, называются хромосомами. Хромосомы несут гены (Участки ДНК), являются единицами наследственной информации. Хроматин имеет следующие свойства:

1) высокую стабильность структуры, обеспечивающей постоянство генома от поколения к поколению.

2) способен связывать гистонов и негистонови белки зависимости от активности генома,

3) может изменять структуру в разные периоды клеточного цикла, т.е. развертыванием и вытягиванием спирали в интерфазных ядре, а затем свертыванием в спираль и укорочением в ядре, делится;

4) может существовать в виде эу и гетерохроматина,

5) способен формировать хромосомы при делении клетки.

Хроматин выполняет следующие функции:

1) сохранение генетической наследственной информации в виде четкой последовательности нуклеотидов ДНК, стабилизированной белками и специальным упаковкой,

2) перенос наследственных характеристик от родителей к потомкам посредством формирования хромосом;

3) обеспечение роста клеток, поддержка их строения и функций путем управления синтезом структурных белков,

4) контроль метаболизма путем регуляции образования необходимых ферментов;

5) формирование ядрышек, где образуются рибосомы. Типы хроматина. В зависимости от степени конденсации (Спирализации), хроматин разделяют на гете- рохроматин и эухроматин.

Гетерохроматин сильно уплотненный и генетически неактивен. Основном до 90% хроматина находится именно в такой форме. На электронно-микроскопических фотографиях гетерохроматин выглядит как сильнозабарвлены темные участки ядра.

Эухроматин - малоконденсований, деспирализованый. Поэтому под электронным микроскопом он оказывается в виде светлых участков ядра. Эухроматин генетически активный. Из этих участков хроматина считывается информация и образуется РНК. В клетках с интенсивным синтезом белков эухроматина больше. Половой хроматин - генетически инактивированная Х-хромосома, которая находится в гетеропикнотично- м состоянии и содержится в ядрах клеток женского пола многих животных и у человека.

При изучении клеток крови у женщин установлено (Дэвидсон и Смит, 1954), что в некоторых полиморфно- ядерных лейкоцитах содержится особый приложение, прикрепленного тоненькой нитью к ядру. Эта структура получила название "барабанная палочка". Булавообразные палочки - одна из форм полового хроматина, и не что иное, как одна из Х-хромосом, находится в гетеропикнотичному состоянии. Количество телец полового хроматина всегда на единицу меньше количества Х-хромосом, т.е. n = X - 1.