Indhold
DNA, det stof, der er ansvarligt for at udtrykke den genetiske sammensætning af alle levende organismer, er et langt smalt molekyle sammensat af en sukker-fosfat-rygrad, der understøtter en præcis sekvens af mindre molekyler kaldet nukleotidbaser. Celler læser sektioner af DNA kaldet gener for at kontrollere produktionen af proteiner, der fastlægger cellens egenskaber.
Kromatin og kromosomer er forskellige former af det samme materiale, der fungerer ved at pakke DNA-molekyler, så de passer og fungerer i små celler. Emballering er dog ikke den eneste kromosom- og kromatinfunktion. Det kan også fungere som hjælp til at regulere genekspression.
Emballeringsudfordring
Eukaryotiske organismer, der inkluderer alle undtagen de enkleste former for liv, har celler, der indeholder en central afgrænset region kaldet kernen. Det meste af en celle-DNA ligger i kernen, hvilket skaber en ganske emballageudfordring. Hvis du strækkede alt DNA i en menneskelig celle, ville det strække sig omkring 3 meter.
Naturen har fundet en måde at fylde alt det DNA ind i en kerne, der kun er 1 / 100.000 meter i diameter. Ikke kun må cellen tæt komprimere det nukleare DNA, den må også fornuftigt arrangere DNA'et, så en celle kan få adgang til de dele, den ønsker at bruge.
Chromatin definition
Vi definerer kromatin ud fra dens makeup og funktion. Chromatin er en kombination af DNA, ribonukleinsyrer og proteiner kaldet histoner, der fylder cellekernen. Histonerne fastgøres til og komprimerer de dobbelt-spiralformede DNA-tråde. Kromatinet danner perellignende strukturer kaldet nukleosomer og komprimerer DNA med en faktor på seks.
Perlestrengen rulles derefter op i en hul rørform, magnetventilen, som er 40 gange mere kompakt. Chromatin kan til dels opnå høj kompression ved at neutralisere de negative elektriske ladninger, der dominerer i hele DNA-molekylet, og som ellers ville modstå kompression. En type kromatin, kaldet euchromatin, regulerer aktivt genaktivitet, mens heterochromatin holder inaktive regioner i DNA-molekylet tæt bundet.
Når DNA'et er tæt bundet, kan generne i den region ikke transkriberes, da transkriptionsmaskineriet (enzymer og andre molekyler) ikke fysisk kan komme til genet. Når kromatin er løst bundet, kan gener på den anden side lettere transkriberes og udtrykkes.
kromosomer
Kromosomer dannes, når en celle er ved at dele sig, på hvilket tidspunkt den spaghettilignende kromatin komprimeres yderligere med en faktor på 10.000. Det resulterende kondenserede legeme er et kromosom, der normalt ligner et stort X. De fire arme af X samles ved den midterste del, der kaldes centromeren. De fleste humane celler har 46 kromosomer i to sæt af 23, hvert sæt doneret af en forælder.
Kromosomerne duplikerer sig selv og distribueres jævnt til hver dattercelle under celledeling. Efter celledelingen er færdig, indgår kromosomerne i en periode kaldet interfase og lette tilbage i kromatinstrenge.
Prokaryoter har noget, der ligner kromosomer og kromatin, men det er ikke helt det samme. I stedet for de samme komplekser, der er i eukaryoter, "prokaryoter" simpelthen "supercoil" deres DNA for at passe det ind i cellen. Prokaryoter har også kun en "klump" af DNA kaldet nucleoid. Mens der er proteiner, der er forbundet med denne supercoiling, er det ikke den samme struktur eller opsætning som kromatin.
Chromatin-funktion: Kondens og slap af
Transkription forekommer kun under interfase. Under transkription kopierer cellen specifikke DNA-gener til RNA, som den derefter oversætter til proteiner. Under interfase er kromatinet relativt afslappet, hvilket giver cellens transkriptionsmaskineri adgang til DNA-gener.
Euchromatin omgiver gener, der er berettigede til transkription og spiller en aktiv rolle i processen. Heterochomatin fastgøres til inaktive dele af DNA-molekylet. Kromatin kondenseres til kromosomer og slapper derefter af igen, da cellen veksler mellem opdeling og interfase.