นิยามโครงสร้างและฟังก์ชั่นโครมาคืออะไร

การศึกษาทางชีวเคมีพันธุศาสตร์ - เป็นวิธีที่สำคัญในการศึกษาส่วนประกอบหลัก - ยีนและโครโมโซม ในบทความนี้เราจะมองไปที่สิ่งที่เป็นโครมาหาโครงสร้างและหน้าที่ของมันในเซลล์

การถ่ายทอดทางพันธุกรรม - คุณสมบัติหลักของเรื่องที่อยู่อาศัย

ท่ามกลางกระบวนการหลักที่เป็นลักษณะสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่บนโลกที่กำลังหายใจ, โภชนาการ, การเจริญเติบโต, การเลือกและการทำสำเนา ฟังก์ชั่นที่ผ่านมาเป็นสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับการเก็บรักษาของชีวิตบนโลกของเรา วิธีที่จะไม่เรียกว่าพระบัญญัติข้อแรกที่พระเจ้าทรงประทานให้กับอดัมและอีฟเป็นดังต่อไปนี้: "ได้ผลสำเร็จและคูณ" ในระดับของเซลล์ฟังก์ชั่นการกำเนิดจะดำเนินการกับกรดนิวคลีอิก (สารที่เป็นส่วนประกอบของโครโมโซม) โครงสร้างเหล่านี้จะได้รับการกล่าวถึงในสิ่งต่อไปนี้

นอกจากนี้เรายังเพิ่มที่เก็บรักษาและการส่งข้อมูลทางพันธุกรรมที่ดำเนินการโดยลูกหลานของกลไกเดียวกันที่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับระดับขององค์กรของบุคคลที่เป็นไวรัสและแบคทีเรียและมันเป็นสากลให้กับมนุษย์

เป็นสารพันธุกรรมคืออะไร

ในบทความนี้เราศึกษาโครงสร้างโครมาติและฟังก์ชั่นที่มีโดยตรงขึ้นอยู่กับองค์กรของโมเลกุลของกรดนิวคลีอิก นักวิทยาศาสตร์ชาวสวิส Miescher ขึ้นในปี 1869 สารประกอบถูกตรวจพบในนิวเคลียสของเซลล์ของระบบภูมิคุ้มกันการแสดงคุณสมบัติของกรดเรียกว่าพวกเขา nukleina แรกและกรดนิวคลีอิกแล้ว จากมุมมองของเคมีก็โมเลกุลสารประกอบ - โพลิเมอร์ โมโนเมอร์เหล่านี้เป็นนิวคลีโอมีโครงสร้างดังต่อไปนี้ purine หรือฐาน pyrimidine และสารตกค้าง pentose ของกรด orthophosphoric นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่าทั้งสองชนิดของกรดนิวคลีอิกอาจจะอยู่ในเซลล์: DNA และ RNA พวกเขาจะ complexed กับโปรตีนในรูปแบบผสมของโครโมโซม เช่นเดียวกับโปรตีนกรดนิวคลีอิกมีหลายระดับขององค์กรเชิงพื้นที่

ในปี 1953 ได้รับรางวัลโนเบลเป็นวัตสันและคริกถอดรหัสโครงสร้างของดีเอ็นเอ มันเป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยสองโซ่ที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นระหว่างฐานไนโตรเจนใน หลักการของ complementarity (ตรงข้ามฐาน adenine มีนตั้งอยู่ตรงข้าม cytosine - guanine) โครงสร้างโครมาติและฟังก์ชั่นของการที่เรากำลังศึกษาโมเลกุลประกอบด้วยดีเอ็นเอและการกำหนดค่าต่างๆ ribonucleic ในเรื่องนี้เราจะหารือในรายละเอียดในส่วน "ระดับขององค์กรโครมาติ."

รองรับหลายภาษาของสารพันธุกรรมในเซลล์

ดีเอ็นเออยู่ใน cytostructure เหล่านี้เป็นหลักและยังอยู่ในอวัยวะที่มีความสามารถของการแบ่ง - mitochondria และคลอโรพลา เพราะนี่คือความจริงที่ว่าอวัยวะเหล่านี้ทำหน้าที่สำคัญในเซลล์: การสังเคราะห์เอทีพี และการสังเคราะห์กลูโคสและการก่อตัวของออกซิเจนในเซลล์พืช อวัยวะสังเคราะห์ขั้นตอนที่ผู้ปกครองสองเท่าวงจร ดังนั้นเซลล์ลูกสาวที่เซลล์ (แบ่งเซลล์ร่างกาย) หรือไมโอซิส (การก่อตัวของสเปิร์มและไข่) เจ้าตัวต้องการโครงสร้างของเซลล์คลังแสงให้เซลล์ด้วยสารอาหารและพลังงาน

กรด Ribonucleic ประกอบด้วยห่วงโซ่หนึ่งและมีน้ำหนักโมเลกุลต่ำกว่าดีเอ็นเอ เธอก็พบว่าทั้งในส่วนกลางและใน hyaloplasm และเป็นส่วนหนึ่งของอวัยวะหลายเซลล์: ไรโบโซม, mitochondria, endoplasmic reticulum, พลาส โครมาติในอวัยวะเหล่านี้เกี่ยวข้องกับโปรตีนฮีสโตนและเป็นส่วนหนึ่งของพลาสมิดที่ - วงกลมปิด โมเลกุลดีเอ็นเอ

โครงสร้างและโครมาติ

ดังนั้นเราจึงได้จัดตั้งขึ้นที่กรดนิวคลีที่มีอยู่ในเนื้อหาของโครโมโซม - โครงสร้างหน่วยของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม โครมาติของพวกเขาภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนมีรูปแบบของเม็ดหรือใยโครงสร้าง มันมีนอกเหนือจากดีเอ็นเอและแม้แต่โมเลกุล RNA และโปรตีนการแสดงคุณสมบัติพื้นฐานและตั้งชื่อ histones ทั้งหมดข้างต้น โครงสร้างเป็นส่วนหนึ่งของ nucleosome พวกเขาถูกพบในนิวเคลียสและโครโมโซมจะเรียกว่าซ่าน (ด้าย solenoids) สรุปทั้งหมดข้างต้นเราทราบว่าโครมานี้ สารประกอบที่ซับซ้อน ของกรดดีเอ็นเอ และโปรตีนที่เฉพาะเจาะจง - histones พวกเขาก็เหมือนกับขดลวดที่เป็นแผลเกลียวคู่ดีเอ็นเอของโมเลกุลในรูปแบบ nucleosome

ระดับขององค์กรโครมาติ

สารพันธุกรรมมีโครงสร้างที่แตกต่างกันซึ่งขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง ตัวอย่างเช่นในสิ่งที่ขั้นตอนของวงจรชีวิตระหว่างเซลล์: หารงวด (metoz หรือเซลล์ชนิดหนึ่ง) หรือ presynthetic สังเคราะห์ในช่วงระหว่างเฟส จากรูปแบบของขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าหรือซ่านที่เป็นที่ง่ายที่สุดมีการบดอัดต่อไปของโครมาติ heterochromatin - รัฐหนาแน่นมากขึ้นจะเกิดขึ้นในส่วนของ intron โครโมโซมซึ่งไม่ได้เป็นไปได้ถอดความ ในช่วงเซลล์ส่วนที่เหลือ - ระหว่างเฟส, เมื่อไม่มีกระบวนการส่วน - karyoplasm heterochromatin อยู่ในนิวเคลียส peripherally ใกล้เมมเบรน ปิดผนึกเนื้อหานิวเคลียร์เวที postsynthetic เกิดขึ้นในวงจรชีวิตของเซลล์เช่นทันทีก่อนที่จะแบ่ง

สิ่งที่กำหนดรวมตัวของเรื่องของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม

อย่างต่อเนื่องเพื่อสำรวจคำถามที่ว่า "สิ่งที่เป็นโครมาติ" นักวิจัยพบว่ามันขึ้นอยู่กับโปรตีนตราสโตนที่มาพร้อมกับโมเลกุลของ DNA และ RNA ใน nucleosome ที่ พวกเขาประกอบด้วยสี่ชนิดของโปรตีนที่เรียกว่าวัวและลิงเกอร์ ในช่วงเวลาของการถอดรหัส (อ่านข้อมูลจากยีนผ่าน RNA) วัสดุพันธุกรรมผสมไม่ดีและถูกเรียกว่า euchromatin

ปัจจุบันการจัดจำหน่ายโดยเฉพาะอย่างยิ่งของโมเลกุลของดีเอ็นเอที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนฮีสโตนมีการศึกษา ยกตัวอย่างเช่นนักวิจัยพบว่าโครมาตำแหน่งที่แตกต่างกันในระดับที่แตกต่างกันโครโมโซมเดียวกันของการควบแน่น ยกตัวอย่างเช่นในสถานที่ของสิ่งที่แนบไปทิคส์เส้นใยโครโมโซมแกนเรียกว่า centromeres มันมีความหนาแน่นสูงกว่าส่วน telomeric - ปลายตำแหน่ง

ยีน-กำกับดูแลและโครมาติ

แนวคิดของการควบคุมกิจกรรมของยีนที่สร้างขึ้นโดย geneticists ฝรั่งเศสจาค็อบและ Monod, ให้ความคิดของการดำรงอยู่ของพื้นที่ของดีเอ็นเอที่ซึ่งมีข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตีนที่ไม่มี พวกเขาดำเนินการของระบบราชการอย่างหมดจด - ฟังก์ชั่นการบริหารจัดการ การตั้งชื่อหน่วยงานกำกับดูแลยีนชิ้นส่วนเหล่านี้ของโครโมโซมมักจะอยู่ในโครงสร้างโปรตีนไร้-สโตนของมัน โครมาความหมายของการที่ได้ดำเนินการโดยลำดับเป็นชื่อเปิด

ในการศึกษาต่อไปก็พบว่าในตำแหน่งเหล่านี้จะอยู่ลำดับเบื่อหน่ายที่ป้องกันไม่ให้ยึดมั่นกับโมเลกุลของดีเอ็นเอของอนุภาคโปรตีน ส่วนดังกล่าวประกอบด้วยยีนกฎระเบียบ: โปรโมเตอร์ ehansery activators อัดของโครมาลงในพวกเขาอยู่ในระดับสูงและความยาวของเหล่านี้ส่วนค่าเฉลี่ยประมาณ 300 นาโนเมตร มีวิธีการในการกำหนดโครมาเปิดทางชีวเคมีในนิวเคลียสแยกเป็นซึ่งในการใช้งานของเอนไซม์ดีเอ็นเอ ASE เขารีบแบ่งลงตำแหน่งของโครโมโซมโปรตีนขาด-สโตน โครมาติในพื้นที่เหล่านี้ได้รับการเรียกเสียว

บทบาทของสารพันธุกรรม

คอมเพล็กซ์รวมทั้งดีเอ็นเออาร์เอ็นเอและโปรตีนที่เรียกว่าโครมามีส่วนร่วมใน ontogeny เซลล์และการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของมันขึ้นอยู่กับชนิดของเนื้อเยื่อและในขั้นตอนของการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตโดยรวม เช่นในเซลล์เยื่อบุผิวของผิวยีนเช่น ehanser ก่อการและบล็อกโปรตีน repressors และยีนกฎระเบียบเหล่านี้ในเซลล์หลั่งของเยื่อบุผิวลำไส้และมีการใช้งานในพื้นที่ของการเปิดโครมาติ นักวิทยาศาสตร์พันธุศาสตร์พบว่าในส่วนของดีเอ็นเอที่ไม่ได้เข้ารหัสโปรตีนบัญชีกว่า 95% ของจีโนมมนุษย์ ซึ่งหมายความว่าการควบคุมของยีนเป็นมากกว่าผู้ที่มีความรับผิดชอบในการสังเคราะห์ของเปปไทด์ แนะนำเทคนิคเช่นชิป DNA และลำดับที่ได้รับอนุญาตเพื่อหาสิ่งที่โครมาและเป็นผลให้การทำแผนที่จีโนมมนุษย์

การศึกษาของโครมาติเป็นสิ่งที่สำคัญในพื้นที่ดังกล่าวของวิทยาศาสตร์เช่นมนุษย์พันธุศาสตร์และ พันธุศาสตร์การแพทย์ นี้มีความเกี่ยวข้องกับระดับที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของการเกิดโรคทางพันธุกรรมที่ชอบ - ของยีนและโครโมโซม ตรวจสอบเริ่มต้นของอาการเหล่านี้เพิ่มขึ้นร้อยละของการคาดการณ์ในเชิงบวกในการรักษาของพวกเขา