Conţinut
ADN-ul, substanța responsabilă de exprimarea machiajului genetic al tuturor organismelor vii, este o moleculă lungă și îngustă compusă dintr-o coloană vertebrală de zahăr-fosfat care susține o secvență precisă de molecule mai mici numite baze nucleotide. Celulele au citit secțiuni de ADN numite gene pentru a controla producția de proteine care stabilesc caracteristicile celulei.
Cromatina și cromozomii sunt diferite forme ale aceluiași material care lucrează prin ambalarea moleculelor de ADN pentru a se potrivi și a funcționa în celule minuscule. Ambalajul nu este singura funcție de cromozom și cromatină. De asemenea, poate funcționa pentru a ajuta la reglarea expresiei genice.
Provocarea ambalajelor
Organismele eucariote, care includ toate formele de viață, cu excepția celor mai simple, au celule care conțin o regiune cu perete central numit nucleu. Cea mai mare parte a ADN-ului unei celule rezidă în nucleu, ceea ce creează o provocare de ambalare. Dacă ai întinde tot ADN-ul într-o celulă umană, acesta s-ar extinde aproximativ 3 metri.
Natura a găsit o modalitate de a umple tot ADN-ul într-un nucleu care are doar 1 / 100.000 de metri în diametru. Nu numai că celula trebuie să comprime strâns ADN-ul nuclear, ci trebuie să aranjeze și ADN-ul în mod sensibil, astfel încât o celulă să poată accesa porțiunile pe care dorește să le utilizeze.
Definiția cromatinei
Definim cromatina prin machiajul și funcția sa. Cromatina este o combinație de ADN, acizi ribonucleici și proteine numite histone care umplu nucleul celular. Histonele se atașează și comprimă șuvițele duble elicoidale de ADN. Cromatina formează structuri asemănătoare cu mărgele numite nucleozomi, compactând ADN-ul cu un factor de șase.
Șirul de margele se înfășoară apoi într-o formă de tub gol, solenoidul, care este de 40 de ori mai compact. Cromatina poate obține o compresie ridicată în parte prin neutralizarea sarcinilor electrice negative care predomină în întreaga moleculă de ADN și care altfel ar rezista compresiei. Un tip de cromatină, numit euchromatină, reglează activitatea genelor, în timp ce heterocromatina menține regiunile inactive ale moleculei de ADN strâns legate.
Când ADN-ul este strâns legat, genele din regiunea respectivă nu pot fi transcrise, deoarece mașina de transcriere (enzime și alte molecule) nu poate ajunge fizic la genă. Când cromatina este legată slab, pe de altă parte, genele pot fi mai ușor transcrise și exprimate.
cromozomi
Cromozomii se formează atunci când o celulă este pe cale să se împartă, moment în care cromatina de tip spaghetti se comprimă și mai departe, cu un factor de 10.000. Corpul condensat rezultat este un cromozom, care seamănă de obicei cu un X mare. Cele patru brațe ale X se unesc la porțiunea centrală numită centromer. Majoritatea celulelor umane au 46 de cromozomi în două seturi de 23, fiecare set donat de un părinte.
Cromozomii se duplică și se distribuie uniform la fiecare celulă fiică în timpul diviziunii celulare. După terminarea diviziunii celulare, cromozomii intră într-o perioadă numită interfază și ușurează din nou în catenele de cromatină.
Procariotele au ceva similar cu cromozomii și cromatina, dar nu este la fel. În loc de aceleași complexe care se găsesc în eucariote, procariotele pur și simplu „suprapun” ADN-ul lor pentru a-l încadra în interiorul celulei. Procariotele au, de asemenea, doar un „grup” de ADN numit nucleoid. Deși există proteine asociate cu acest strat de acoperire, nu este aceeași structură sau configurare ca și cromatina.
Funcția cromatinei: condens și relaxează-te
Transcrierea are loc numai în timpul interfazei. În timpul transcrierii, celula copiază gene ADN specifice pe ARN, pe care ulterior le traduce în proteine. În timpul interfazei, cromatina este relativ relaxată, permițând echipamentului de transcripție al celulelor să acceseze genele ADN-ului.
Eucromatina înconjoară genele eligibile pentru transcriere și joacă un rol activ în proces. Heterochomatina se atașează la porțiuni inactive ale moleculei de ADN. Cromatina se condensează în cromozomi și apoi se relaxează din nou, pe măsură ce celula alternează între diviziune și interfază.