Structura cromozomilor: cromatină, centromere, telomer
Cuvântul "cromozom" înseamnă "corp colorat" (colorat mai eficient decât alte componente ale celulei). Fiecare cromozom conține o moleculă ADN foarte lungă legată de ARN și proteine care formează o substanță cunoscută sub numele de cromatină. În timpul interfazei ciclului celular (atunci când celula nu este împărțită), cromozomii sunt distribuiți în întreg nucleul, în timp ce în mitoză și meioză devin mai densi, fiind mai aproape una de cealaltă.
ADN-ul este conținut tocmai în cromozomi, probabil pentru că facilitează separarea unui set complet de gene între celulele fiice în stadiul mitozei, precum și împachetarea în capetele spermatozoizilor după meioze.
Abilitatea de a pata este folosita in scopuri de diagnostic pentru examinarea vizuala a cromozomilor, identificarea lor si detectarea patologiilor. Există părți slab colorate (eucromatin) și zone cu o culoare mai pronunțată (heterochromatin).
Informațiile genetice (genomul) sunt conținute într-o moleculă de ADN și codificate de o anumită secvență de baze azotate din ADN. Cea mai mare parte a acestei informații se află în cromozomii din nucleul celulei, dar o mică cantitate de ADN sub formă de lanțuri libere este localizată în mitocondriile citoplasmei. Nucleul este prezent în aproape toate celulele corpului uman, cu excepția celulelor roșii și a celulelor lentilelor.
De obicei, fiecare nucleu conține un lanț de ADN de două metri, împărțit între 23 de perechi de cromozomi (aproximativ 4 cm pe cromozom). Cu toate acestea, chiar înainte de divizare, acesta este compactat la 5 um (0,005 mm) prin procese complexe de spiralizare și compactare.
Structura cromatinei cromatinei
Fiecare catenă de ADN cromozom este înfășurat de două ori în jurul complexului octameric format din opt „proteine de stocare“ (histone), care formează nucleosomes, structura formată seamănă cu un „mărgele pe un șir de caractere“. Miezul nucleului nucleosomului este format din două molecule din fiecare dintre cele patru histone - H2A, H2B, NS și H4. Histoanele sunt încărcate pozitiv și, prin urmare, pot forma legături ionice cu grupuri fosfatice încărcate negativ de ADN.
Secvența aminoacizilor din histone la toate speciile coincide cu aproape 100%, ceea ce indică importanța enormă a acestor elemente în menținerea structurii și funcțiilor cromatinei. Fiecare nucleozom conține aproximativ 200 de perechi de baze ale moleculei ADN și scurtează lungimea lanțului ADN cu o zecime.
Apoi firul spiralizuetsya astfel granule într-o bobina solenoid sau zigzag (lungimea fibrilă de 30 nm), constând din 5-6 nucleosomes. În acest caz, structura sa este susținută de o moleculă de histon HI per nucleo-soma. ambalare factor în formarea este aproximativ egal cu solenoidul 5, care, la rândul său, dă un raport total de ambalare de 50. Există ipoteza că o astfel de condiție este eucromatină în timpul interfazei în locuri în care genele nu sunt exprimate.
In timpul mitozei si cromozom meioza suplimentar compactat, raportul de ambalare în raport cu nivelurile anterioare este de 100, iar eficiența globală poate ajunge la 5000. Să considerăm că fibrilele dezvolta în cromatină bucle alungite la baza, care este schela (schelet) cromozomiale non-histone proteine, care se atașează la anumite secvențe de baze, distribuite de-a lungul moleculei ADN. Contracția acestor proteine cromozomiale non-histone provoacă, probabil, densificarea cromozomilor.
Una dintre schela cheie proteine - topoizomeraza II, o enzimă care ADN-ul dublu clivează strand, le transportă prin decalajul și re -Conectează, care la rândul său este necesar pentru relaxarea suprarăsucirile ADN-ului în timpul replicării sau transcriere. Topoizomerazei este atașat la o schelă cu site-uri care sunt bogate în bazele A și T legare (mai mult de 65% din bazele A și T cuprind, vezi cap. 4). Se crede că fiecare buclă acționează ca un domeniu funcțional independent în timpul replicării sau transcrierii ADN-ului.
În etapa următoare, buclele cromatinei sunt spiralate, rezultând heterocromatina cea mai condensată care face parte din cromozom în timpul diviziunii celulare.
Colorarea diferențială a cromozomilor
Cele mai densizate părți ale cromozomilor sunt bine colorate cu colorant Giemsa (G-color). În acest caz, buclele mici compactate (benzile G) sunt clar vizibile, deoarece locurile de legare cu schela sunt strâns adiacente una de cealaltă. Replicarea lor are loc în timpul perioadei S, acestea nu sunt active în timpul transcrierii. Benzile care sunt colorate slab cu soluția Giemsa sau benzile R constau din bucle loose, bogate în baze G și C, caracterizate printr-o activitate ridicată în timpul transcrierii. Baza pentru identificarea cromozomilor este diferența dintre culoarea lor.
Centromere cromozomi
Vizibil în stadiile incipiente ale mitozei, cromozomii constau din două structuri complet identice, numite chromatids sora, care conectează constricția primară. Este o regiune nedovedită a ADN-ului sau un centromer care duplică la începutul anafazei mitozei.
Kinetocor - organelle, care este localizată pe fiecare parte a fiecărei centromeres în profaza timpurie a mitozei și facilitează polimerizarea dimerilor tubulinei necesare pentru formarea microtubulii fusului mitotic (ax).
cromozomi Tepomera
Telomerul se numește sfârșitul specializat al cromozomului. Se atașează proteinele telomerilor specifici, formând un "capac" (capac) pentru a proteja capătul cromozomului.
Telomere preveni probabil fuziune anormala a cromozomului se termină o replicare end-to-end oferă completă, implicate în formarea de perechi de cromozomi în timpul meiozei și ajuta la refacerea structurii interioare a nucleului în etapa interfază prin atasarea cromozomi la membrana nucleară.
Eucromatina și cromozomii de heterocromatină
Euchromatinul se află într-o stare densă în timpul diviziunii celulare și este despachetat în etapa interfazică. Aceasta determină colorarea palidă a benzilor R în cromozomii condensați și conține majoritatea genelor structurale.
Heterochromatina este foarte comprimată în timpul diviziunii celulare și rămâne în această stare chiar și în stadiul interfazei. Acesta este localizat în principal la periferia nucleului și lângă nucleol și nu este activ în timpul transcrierii. Heterochromatina constructivă (structurală) este aceeași în toate celulele corpului, în timp ce heterocromatina facultativă este diferită în funcție de tipul genelor exprimate în celulele diferențiate ale anumitor țesuturi.