В структурата на хромозомите и техните размери
В структурата на хромозомите и техните размери
генетичен материал Всички клетки се съхраняват в компресиран вид в относително ограничена степен. В бактерии, генетичен материал е под формата Нуклеоидът, който образува отделна маса вътре в клетката. В интерфазата ядрото на еукариотна клетка генетичен материал е опакован в хроматин маса.
Опаковка на хроматин се характеризира с гъвкавост и за промени в клетъчния цикъл. По време на делене (митоза или мейоза), когато отделни хромозоми стават видими, интерфазата хроматина става все по-плътно опаковани.
Хромозоми са форма на изолирането на генетичен материал в клетъчното делене. Характерна структурна характеристика, с което се постига е центромера, което е свиване в тялото на хромозомата, видими в светлинен микроскоп. При достатъчно висока резолюция може да се види, че центромера съдържа кинетохорна структура чрез който той е свързан с микротубулите.
Обикновено еукариотни хромозоми се състоят от много дълго линейни ДНК молекули, и още един на характерна черта е наличието на теломери, които стабилизират краищата на хромозомни и се допълва от специален механизъм, заобикаляйки репликация трудности завършва на линейната ДНК.
DNA се опакова с висока плътност. За бактериални Нуклеоидът е приблизително 10 мг / мл, за еукариотна клетка ядро от около 100 мг / мл и за главата на фаг Т4 на повече от 500 мг / мл. Решения като концентрация са вискозен гел, и по някаква причина се изисква такава висока концентрация, че проявяват способността да се намират протеин ДНК свързващи места. Различни процеси, протичащи включващи ДНК, като репликация и транскрипция, да се прилагат в много ограничено пространство.
Организация на ядрен материал трябва да отговаря на преходи от неактивна в активно състояние на хроматина. Фигурата по-долу илюстрира силни разлики в размера геном и съдържанието на ДНК в хромозомите на някои организми.
Дължината на линеен ДНК молекула по същество е по-голям от региона, в който се намира. Плътно опакован структура, образувана от основните свързващ ДНК протеини. Положително заредените групи на протеини неутрализират отрицателно заредени групи в ДНК. Организация нуклеопротеин комплекс се определя от взаимодействието на протеини с ДНК, което води до плътно спираловидната структура.
По този начин, за разлика от обикновените изображения на която ДНК е представена под формата на удължен двойна спирала, обикновено е чувствителен към структурна деформация на огъване или усукване гарантира образуването на по-компактна структура.
Голяма част от хроматин е доста свободна структура; Той призова euchromatin и съдържа активни гени. Отделни порции по-гъсто опаковани хроматин; те съответстват на генетично неактивна хетерохроматина.
Какво е общото хроматина структура и какви са разликите между активни и неактивни последователности? Висока плътност опаковане на генетичния материал показва, че ДНК не може директно да бъде опакован в крайната структура на хроматина. Не трябва да има йерархия на пространствената организация. Основният въпрос е спецификата на пакета. В случай на усукване на ДНК, специфични за общия принцип или се случва по различен за всеки отделен геномни копия? Как променя вида на опаковката по време на репликация или транскрипцията на ДНК сегмент?
Основната структурна единица на хроматин във всички еукариотни клетки е същото. Нуклеозомата съдържа приблизително 200 бд ДНК се октамер, състояща се от малки основните протеини, имащи формата на гранули. Тези протеини са хистони. Те образуват вътрешния сърцевинните частици и ДНК е на повърхността. В ядрото на интерфазата и митозата хромозомите нуклеозоми са неизменна съставка на ЕС и хетерохроматина.
Нуклеозоми предоставят първоначална степен на хроматина организация. Те осигуряват опаковане на ДНК 67 пМ в структурата, с диаметър от 11 пМ. Компонентите на нуклеозоми и тяхната структура е добре известно. Последователността на нуклеозомата намира линейно образува "10 пМ нуклеозома резба".
Следващото ниво на организация е усукването на нуклеозоми последователност спираловидна форма. Това създава диаметър фибрил от около 30 пМ; той присъства в хроматина на интерфазата и митозата хромозомите. В резултат на това плътността на разполагане се увеличава с 6-7 пъти в блоковете. дължина. Опаковка в такава структура изисква участието на допълнителни протеини и изследвани достатъчно.
Окончателно плътност постигнати на третото ниво на организацията. включващ опаковане най 30 Nm фибрили. Този слой води до 50-кратно повишаване на мю плътност опаковане в euchromatin сравнение с опаковка 30 пМ фибрил. Euchromatin периодично опаковани в митотични хромозоми, плътността на разполагане се увеличава 5-10 пъти. Обикновено плътността пакетиране на хетерохроматин е същата като в митотични хромозоми.
В хроматин съдържа около два пъти повече протеин от ДНК. Приблизително половината от общото количество на протеин се концентрира нуклеозоми. Брой на РНК е по-малко от 10% от съдържанието на ДНК. Повечето от новосъздадените транскриптите представени, дори свързани с матрична ДНК.
Промени в хроматиновата структура са снабдени с допълнителни свързващи или модификации на съществуващи протеини. Репликация и транскрипция на ДНК изисква деспирализиране, и по този начин трябва да включва razupakovku структура, която позволява на подходящи ензими работят на ДНК. Вероятно това е придружено от промени на всички нива на организацията.
Всички хроматин протеини. с изключение на хистони, са не-хистонови протеини. В сравнение с хистони, в различни тъкани и организми, тези протеини се характеризират с различни състави и тяхното хроматин съдържа по-малко от хистони. Те представляват по-голяма група, така че всяка отделна не-хистон протеин присъства в количество, по-малък от всеки от хистон.
всеки от които съдържа фибрил (диаметър 30 пМ)
компактно опаковани в хромозома.