Kémiai összetétel a kromoszómák
Home | Rólunk | visszacsatolás
A tanulmány a kémiai szervezésének kromoszómák eukarióta sejtekben azt mutatta, hogy azok lényegében a DNS és fehérjék, amelyek a nukleoprotein komplexhez kromatin, elemzi annak képessége, hogy megfestjük bázikus színezékek.
Mivel bebizonyosodott, ezt számos tanulmány (lásd a 3.2.), Hogy a DNS az anyagi hordozó, az öröklődés és a variáció tulajdonságait, és tartalmazza a biológiai információk - a program fejlesztése a sejt, a szervezet segítségével rögzített egy speciális kódot. A DNS mennyiségét a sejtmagjában organizmus sejtjeiből, e faj állandó, és arányosak a ploiditás. A diploid szomatikus sejtek a szervezet is kétszer akkora, mint az ivarsejtek. Számának növelése kromoszóma készletek poliplovdnyh sejtek kíséri arányos növekedését a DNS mennyisége bennük.
A fehérjék teszik ki a nagy részét kromoszóma anyag. Ezek mintegy 65% -a ezeknek a tömege struktúrákat. Minden kromoszómális proteinek két csoportra oszthatók: a hisztonok és a nem-hiszton fehérjék.
A hisztonok által képviselt öt frakciók: HI, H2A, H2B, NC, H4. Mivel pozitív töltésű bázikus proteinek, azok meglehetősen erősen kötődnek a DNS-molekulák, mint akadályozza leolvasását a mellékelt biológiai információ. Ez a szabályozó szerepet. Ezen túlmenően, ezeknek a fehérjéknek a szerkezeti funkciója, amely a térbeli szerveződésének kromoszomális DNS-t (lásd. Sec. 3.5.2.2).
A számos nem-hiszton fehérje frakciók több mint 100. Ezek közül, enzimek szintézisét és RNS-feldolgozás, replikáció, és a DNS-javítás. Savas fehérjék szintén kromoszóma strukturális és szabályozási szerepek. Amellett, hogy a DNS-t és a fehérjéket a készítményben is megtalálhatók kromoszomális RNS, lipidek, poliszacharidok, fémionok.
RNS kromoszómák transzkripciós termékek képviselik részben még nem hagyta el a helyet foglalják el. Egyes csoportok rejlő szabályozási funkció.
A szabályozó szerepét a komponensek kromoszómák „tiltott” vagy „megengedett” csaló az információ DNS-molekulák.
A tömegarányokat DNS: hisztonok: nem hiszton fehérjék: RNS: lipidek - 1: 1: (0,2-0,5) :( 0,1-0,15) :( 0,01--0,03). Egyéb alkatrészek megtalálható kis mennyiségben.
A szervezeti felépítését kromatin
Folyamatos fenntartása generációk között a celluláris kromatin, időszaktól függően és a fázis a sejtciklus megváltoztatja szervezet. Interfázisban fénymikroszkóp alatt azt érzékeli formájában csomók diszpergálva a nukleoplazmában sejtmagban. Ha megváltoztatja a sejteket, a mitózis, különösen a metafázisban kromatin formájában az egyes jól elkülöníthető intenzíven festődő sejtek - kromoszómák.
Interfázis és metafázisban kromatin létformák tekintik két poláris változatai szerkezeti szervezet részt vesz a mitotikus ciklus kölcsönös átmenetek. Ennek alátámasztására vizsgálat jelzi, elektronmikroszkóppal bizonyíték arra, hogy az alapján mind interfázis és metafázisban forma egy és ugyanazon elemi szálas szerkezetű. Under elektronmikroszkópos és fizikai-kémiai vizsgálatok az összetétele a interfázisos kromatin és metafázisos kromoszómákon azonosítottunk szálak (szálaktól) átmérője 3,0-5,0, 10, 20-30 nm. Érdemes felidézni, hogy az átmérője a DNS kettős spirál mintegy 2 nm átmérőjű szálas szerkezetű interfázis kromatin 100-200, és az átmérője az egyik testvére kromatidok kromoszóma metafázis - 500- 600 nm.
A legelterjedtebb a szempontból, hogy a kromatin (kromoszóma) képviseli a spirálmenet. Ez a közlemény több szinten hélix (kompakt-tizatsii) kromatin (lásd 3.2 táblázat.).
3.2 táblázat. Az egymást követő szintek tömörítő kromatin
Ábra. 3.46. Nukleoszoma szervezet kromatin.
A - dekondenzált forma kromatin;
B - elektronmikroszkópos képét eukarióta kromatin:
A - DNS-molekula van feltekercselve fehérje kéreg;
B - bemutatott kromatin nukleoszómákhoz csatlakoztatva linker DNS-
Nukleoszómában végtelen. Ez a szint a kromatin szervezet négy típusú nukleoszómás hiszton: H2A, H2B, NC, H4. Ők alkotják emlékeztet egy fehérje a test alátét - kérge, amely nyolc molekulák (két molekula minden egyes típusú hiszton) (ábra 3.46.).
A DNS-molekula és a protein teljessé a magok, spirál tekercselés őket. Kiderült DNS-régió, amely 146 bázispár (bp) érintkező mindegyik Kor. Mentes kapcsolatot a fehérje-testekre DNS régiók úgynevezett kötőanyagokat vagy linker. Ezek a következők: 15-től 100 bp- (Átlagos 60 bp) függően a sejt típusától.
A szegmens a DNS-molekulák hossza 200 n. N. együtt egy magot, egy fehérje a nukleoszóma. Keresztül ez a szervezet a középpontjában a kromatin struktúrájának egy szál, amely egy lánc ismétlődő egységek - nukleoszóma (ábra 3,46, B.). Ebben a tekintetben, a humán genom, amely 3 × 10 9 n. N. Ez tartalmazza a DNS kettős spirál, csomagolva 1,5 × 10 7 nukleoszóma.
Mentén nukleoszómás szálszerű lánc gyöngyök DNS-régiók, mentes fehérje testek. Ezek a területek találhatók időközönként néhány ezer bázispár, fontos szerepet játszanak a további kromatin csomagolás, mivel nem tartalmaznak nukleotidszekvenciákat, amelyek specifikusan felismerik a különböző nem-hiszton fehérjék.
Ennek eredményeként a kromatin szervezet nukleoszómás DNS kettős spirál átmérője 2 nm válik 10-11 nm átmérőjű.
Kromatin fibrilla. További tömörítés biztosítja a dugattyúk nukleoszómás menet HI, amely egyesíti a linker DNS és fehérje két szomszédos szervek, hozza őket egymáshoz közel. Az eredmény egy sokkal kompaktabb szerkezetet, épített, talán egy szolenoid típusú. Az ilyen kromatin rostszál, is hívott egység átmérője 20-30 nm (ábra. 3.47).
Ábra. 3.47. Kromatin fibrillum átmérője 20-30 nm. A - vegyület szomszédos nukleoszómákhoz segítségével hiszton Hl; B - hálózat által alkotott nukleoszómákhoz elválasztjuk a DNS-szekciók, szabad fehérje szervek; A - egy lehetséges csomagolási a DNS kromatin rost modellel formájában szolenoid
Fázisközti chromonema. A következő szint szerkezeti szervezet genetikai anyag okozta anyagmozgató kromatin fonalak a hurok. Ezek alakításában, feltehetően részt nem hiszton fehérjék, amelyek képesek felismerni specifikus nukleotidszekvenciákat DNS vnenukleosomnoy egymástól távol a parttól néhány kilobázis méretű. Ezek a fehérjék összehozzák említett részek alkotnak csuklók között elhelyezett ezek fragmenseinek kromatin rostszálak (ábra. 3,48). DNS része, amely megfelel egy hurok, tartalmaz a 20 000 és 80 000 N. N. Talán egyes hurok a funkcionális egység a genomban. Ennek eredményeként, egy ilyen csomag kromatin fibrillum átmérője 20-30 nm alakítjuk 100-200 nm átmérőjű nevezett szerkezet interfázisban chromonemata.
Külön részek interfázis chromonemata megy át további tömörítés, amely egy szerkezeti egység kombinálásával szomszédos hurkok ugyanazon szervezet (ábra. 3,49). Ők azonosították a interfázis nucleus formájában csomókat kromatin. Talán akkor az ilyen építőelemek vezet képet egyenlőtlen eloszlása az egyes színezékek metafázisos kromoszómákon, amelyeket a citogenetikai vizsgálatok (lásd. Sec. 3.5.2.3 és 6.4.3.6).
Az egyenlőtlen mértékű tömörítés a különböző szakaszait interfázis kromoszómák nagy funkcionális jelentősége. Attól függően, hogy az állam a kromatin izolált eukromatin kromoszóma különböző beültetési sűrűség a nem osztódó sejtek, és potenciálisan átíródik és heterokromatikus részeket, azzal jellemezve, hogy egy kompakt és genetikai szervezet közömbösségük. A biológiai információ belül bekövetkezik a transzkripció.
Különbséget konstitutív (strukturális) és fakultatív heterokromatin.
Konstitutív heterokromatin szereplő okolotsentromernyh és telomer területek kromoszómák, valamint néhány, a belső fragmensek egyes kromoszómák (ábra. 3,50). Ez alkotja csak a nem-átíródó DNS. Valószínűleg, a szerepe az, hogy fenntartsák a teljes szerkezetét a sejtmag, a kromatin kötődés a nukleáris burok kölcsönös elismerése homológ kromoszómák meiózis, szétválasztása szomszédos szerkezeti gének vesznek részt a folyamatokban a szabályozás a tevékenységük.
Ábra. 3.49. Szerkezeti egységek kromatin szervezet.
A - gomblyuk a kromatin struktúráját;
B - további kondenzációja kromatin hurkok;
B - Az Unió a hurkok, amelyek hasonló szerkezetű blokkok alkotnak a végső alakját interfázisban kromoszómák
Ábra. 3.50. A konstitutív heterokromatin humán metafázisos kromoszómákon
Példák a fakultatív heterokromatint szexuális kromatin kialakított test normális sejtek organizmusokban homogametic szex (homogametic egy nőnemű ember) az egyik a két X kromoszóma. A gének a kromoszóma nem íródik át. Fakultatív heterokromatin képződése miatt genetikai anyag a kromoszómák kíséri más celluláris differenciálódás folyamata, és arra szolgál, mint egy mechanizmust A funkció kikapcsolása az aktív géncsoportok, amelynek a transzkripcióját nem szükséges a sejtek a szakirány. Ezzel kapcsolatban rajz kromatin a sejtmagokban a különböző szövetek és szervek különböző hisztológiai preparátumokban. Ennek egyik példája a heterochromatization kromatin a magok érett vörös vérsejtek a madarak.
Ezek a szintek a strukturális szerveződése kromatin találtak az osztódó sejtekben, amikor a kromoszómák még nem kellően tömörödik, hogy látható legyen a fénymikroszkóp, mint egy önálló szerkezet. Csupán azok részei egy nagyobb beültetési sűrűség a sejtmagban detektáltuk formájában kromatin csomók (ábra. 3,51).
Ábra. 3.51. Heterokromatint interfázisban nucleus
Kompakt heterokromatint területek köré csoportosíthatók nukleolus és a nukleáris membrán
Metaphase kromoszómán. Belépő a sejtek mitózis interfázis kíséri superkompaktizatsiey kromatin. Egyes kromoszómák válnak láthatóvá. Ez a folyamat kezdődik prophase, elérve a maximális expressziója a mitózis metaíázisában és anafázist (lásd. Sec. 2.4.2). A telofázisban mitózis történik dekompak-tizatsiya anyag kromoszómák, amelyek megszerzi az interfázisban kromatin struktúrát. Leírt mitotikus superkompaktizatsiya megkönnyíti az elosztó kromoszómák a pólusok a mitotikus orsó anafázisában mitózis. A tömörség mértéke kromatin különböző időszakokban a mitotikus sejtciklus lehet becsülni az adatokat a táblázatban megadott. 3.2.
Superkompaktizatsiya mitotikus kromatin lehetővé teszi, hogy tanulmányozza a megjelenése a kromoszómák fénymikroszkóppal. Az év első felében a mitózis állnak össze két kromatoidból össze az elsődleges szűkület (centromérához vagy kinetochorjához) speciálisan szervezett kromoszóma régió közös a két testvér kromatiddal. A második felében a mitózis történik kromatidtörések elválasztása egymástól. Ezek közül az egyszálú formában lánya kromoszómák között oszlanak leánysejtekbe.
Attól függően, hogy a helyét a centroméra és vállig található mindkét oldalán úgy, számos formája kromoszóma-azonos vagy metacentrikus (ek centromer középen), neravnoplechie vagy submetacentric (ek centroméra eltolódott az egyik végei), rúd, vagy acrocentric (a centromer, található szinte a végén a kromoszómák), és pont-nagyon kicsi, az alakja, amelyet nehéz meghatározni (ábra. 3.52). Amikor rutin kromoszóma festési eljárások különböznek alakja és mérete korrelatív. Amikor a technikák eltérés festéssel kimutattuk egyenlőtlen fluoreszcens festék vagy elosztó hossza mentén a kromoszómán, szigorúan specifikus minden egyes kromoszómát és annak homológja (ábra. 3,53).
Így minden egyes kromoszómát nem csak a mellékelt génkészlet, hanem a morfológia és a természet a különböző festési.
Ábra. 3.52. Forma kromoszómák:
I - telotsentricheskaya, II - acrocentric, III- submetacentric, IV- metacentrikus;
1 - centromer, 2 - műholdas 3 - rövid kar, 4 - hosszú váll 5 - kromatidok
Ábra. 3.53. Elhelyezkedés loci emberi kromoszómák
amikor a differenciál festés:
p - rövid kar, q - a hosszú karja; 1-22 - sorszáma kromoszómák; XY - nemi kromoszómák