Sisu
DNA - aine, mis vastutab kõigi elusorganismide geneetilise ülesehituse väljendamise eest - on pikk kitsas molekul, mis koosneb suhkru-fosfaadi karkassist ja toetab väiksemate molekulide täpset järjestust, mida nimetatakse nukleotiidi alusteks. Rakud loevad DNA sektsioone, mida nimetatakse geenideks, et kontrollida raku omadusi määravate valkude tootmist.
Kromatiin ja kromosoomid on sama materjali erinevad vormid, mis pakendavad DNA molekule, et need mahuksid pisikestesse rakkudesse. Pakend pole siiski ainus kromosoomi ja kromatiini funktsioon. Samuti võib see aidata reguleerida geeniekspressiooni.
Pakendi väljakutse
Eukarüootsetel organismidel, mis hõlmavad kõiki, välja arvatud kõige lihtsamaid eluvorme, on rakke, mis sisaldavad keskset seina ümbritsevat piirkonda, mida nimetatakse tuumaks. Enamik raku DNA-st asub tuumas, mis tekitab üsna suure väljakutse. Kui sirutaksite inimese rakus kogu DNA välja, ulatuks see umbes 3 meetrini.
Loodus on leidnud viisi kogu selle DNA tuumasse, mille läbimõõt on vaid 1/100 000 meetrit. Rakk ei pea mitte ainult tihedalt tuuma DNA-d tihendama, vaid peab ka DNA mõistlikult korraldama, et rakk pääseks juurde osadele, mida ta soovib kasutada.
Kromatiini määratlus
Me määratleme kromatiini selle meigi ja funktsiooni järgi. Kromatiin on DNA, ribonukleiinhapete ja valkude kombinatsioon, mida nimetatakse histoonideks, mis täidavad raku tuuma. Histoonid kinnituvad ja suruvad kokku DNA topelt-spiraalsed ahelad. Kromatiin moodustab helmesarnaseid struktuure, mida nimetatakse nukleosoomideks, tihendades DNA koefitsiendiga kuus.
Seejärel keerleb helmeste nöör õõnsa torukujulise kujuga solenoidiks, mis on 40 korda kompaktsem. Kromatiin võib osalt saavutada kõrge kokkusurumise, neutraliseerides kogu DNA molekulis ülekaalus olevad negatiivsed elektrilaengud, mis vastasel juhul kokkupressimisele vastu peaksid. Üks kromatiini tüüp, mida nimetatakse eukromatiiniks, reguleerib aktiivselt geenide aktiivsust, samal ajal kui heterokromatiin hoiab DNA molekuli mitteaktiivsed piirkonnad tihedalt seotud.
Kui DNA on tihedalt seotud, ei saa selle piirkonna geene transkribeerida, kuna transkriptsioonimasinad (ensüümid ja muud molekulid) ei pääse geenile füüsiliselt. Kui kromatiin on lõdvalt seotud, saab geene kergemini transkribeerida ja ekspresseerida.
Kromosoomid
Kromosoomid moodustuvad, kui rakk hakkab jaguma, sel ajal surub spagetilaadne kromatiin veelgi, korda 10 000. Saadud kondenseerunud keha on kromosoom, mis tavaliselt sarnaneb suure X-iga. X-i neli haru ühinevad keskosas, mida nimetatakse tsentromeeriks. Enamikul inimese rakkudest on 46 kromosoomi kahes 23-st komplektist, millest igaüks on annetatud vanema poolt.
Kromosoomid dubleerivad ennast ja jagunevad rakkude jagunemise ajal ühtlaselt igasse tütarrakku. Pärast rakkude jagunemise lõppu sisenevad kromosoomid perioodi, mida nimetatakse faasideks, ja liiguvad uuesti kromatiini ahelateks.
Prokarüootidel on midagi sarnast kromosoomide ja kromatiiniga, kuid see pole päris sama. Samade komplekside asemel, mis on eukarüootides, prokarüootid lihtsalt "superkeerutavad" oma DNA, et see mahuks raku sisse. Prokarüootidel on ka ainult üks DNA "klomb", mida nimetatakse nukleoidiks. Ehkki selle superkeermega on seotud valke, pole see sama struktuur ega ülesehitus kui kromatiin.
Kromatiini funktsioon: kondenseeruge ja lõdvestuge
Transkriptsioon toimub ainult faaside vahel. Transkriptsiooni ajal kopeerib rakk spetsiifilised DNA geenid RNA-le, mille see muundab seejärel valkudeks. Interfaaside ajal on kromatiin suhteliselt lõdvestunud, võimaldades raku transkriptsiooniseadmetel pääseda juurde DNA geenidele.
Euchromatiin ümbritseb transkriptsiooniks kõlblikke geene ja mängib protsessis aktiivset rolli. Heterokomatiin kinnitub DNA molekuli inaktiivsete osade külge. Kromatiin kondenseerub kromosoomideks ja seejärel lõdvestub taas, kui rakk vaheldub jagunemise ja vahelise faasi vahel.