Konsep "kromosom" bukanlah perkara baru dalam sains seperti yang kelihatan pada pandangan pertama. Buat pertama kalinya, istilah ini dicadangkan untuk menetapkan struktur intranuklear sel eukariotik lebih daripada 130 tahun yang lalu oleh ahli morfologi W. Waldeyer. Tertanam pada nama itu ialah keupayaan struktur intraselular untuk mengotorkan dengan pewarna asas.
Pertama sekali… Apakah kromatin?
Chromatin ialah kompleks nukleoprotein. Iaitu, kromatin adalah polimer yang merangkumi protein kromosom khas, nukleosom dan DNA. Protein boleh membentuk sehingga 65% daripada jisim kromosom. Kromatin ialah molekul dinamik dan boleh mengambil banyak konfigurasi.
Protein kromatin membentuk sebahagian besar jisimnya dan dibahagikan kepada dua kumpulan:
- Protein histon - mengandungi asid amino asas dalam komposisinya (contohnya, arginin dan lisin). Susunan histon adalah huru-hara dalam bentuk blok sepanjang keseluruhan molekul DNA.
- Protein bukan histon (kira-kira 1/5 daripada jumlah bilangan histon) - ialah protein nuklearmatriks yang membentuk rangkaian struktur dalam nukleus antara fasa. Dialah yang menjadi asas yang menentukan morfologi dan metabolisme nukleus.
Pada masa ini, dalam sitogenetik, kromatin terbahagi kepada dua jenis: heterochromatin dan euchromatin. Pembahagian kromatin kepada dua spesies berlaku kerana keupayaan setiap spesies untuk mengotorkan dengan pewarna tertentu. Ini ialah teknik pengimejan DNA yang cekap digunakan oleh pakar sitologi.
Heterochromatin
Heterochromatin ialah sebahagian daripada kromosom yang sebahagiannya terpeluwap dalam interfasa. Secara fungsional, heterochromatin tidak mempunyai nilai, kerana ia tidak aktif, khususnya berkaitan dengan transkripsi. Tetapi keupayaannya untuk mengotorkan dengan baik digunakan secara meluas dalam kajian histologi.
Struktur heterochromatin
Heterochromatin mempunyai struktur ringkas (lihat rajah).
Heterochromatin dibungkus ke dalam globul yang dipanggil nukleosom. Nukleosom membentuk struktur yang lebih padat dan dengan itu "mengganggu" membaca maklumat daripada DNA. Heterochromatin terbentuk dalam proses metilasi histon H3 pada lisin 9, dan kemudiannya dikaitkan dengan protein 1 (HP1 - Heterochromatin Protein 1). Juga berinteraksi dengan protein lain, termasuk H3K9-methyltransferases. Sebilangan besar interaksi protein antara satu sama lain adalah syarat untuk mengekalkan heterochromatin dan pengedarannya. Struktur utama DNA tidak menjejaskan pembentukan heterokromatin.
Heterochromatin bukan sahaja bahagian yang berasingan, tetapi juga seluruh kromosom, yang kekal dalam keadaan pekat sepanjang keseluruhan kitaran sel. Mereka berada dalam fasa S dan tertakluk kepada replikasi. Para saintis percaya bahawa kawasan heterochromatin tidak membawa gen yang mengekod protein, atau bilangan gen tersebut sangat kecil. Daripada gen tersebut, jujukan nukleotida heterochromatin kebanyakannya terdiri daripada ulangan mudah.
Jenis heterokromatin
Heterochromatin terdiri daripada dua jenis: fakultatif dan struktur.
- Heterochromatin fakultatif ialah kromatin yang terbentuk semasa pembentukan heliks salah satu daripada dua kromosom spesies yang sama, ia tidak selalunya heterokromatik, tetapi kadangkala. Ia mengandungi gen dengan maklumat keturunan. Ia dibaca apabila ia memasuki keadaan eukromatik. Keadaan pekat untuk heterochromatin fakultatif adalah fenomena sementara. Ini adalah perbezaan utamanya daripada yang berstruktur. Contoh heterochromatin fakultatif ialah badan kromatin, yang menentukan jantina wanita. Memandangkan struktur sedemikian terdiri daripada dua kromosom X homolog sel somatik, salah satu daripadanya hanya boleh membentuk heterokromatin fakultatif.
- Heterochromatin struktur ialah struktur yang dibentuk oleh keadaan bergelung tinggi. Ia berterusan sepanjang kitaran. Seperti yang dinyatakan di atas, keadaan terkondensasi untuk heterochromatin struktur adalah fenomena malar, berbeza dengan satu pilihan. Heterochromatin struktur juga dipanggilkonstitutif, ia dikesan dengan baik oleh C-color. Ia terletak jauh dari nukleus dan menduduki kawasan centromeric, tetapi kadangkala disetempat di kawasan lain kromosom. Selalunya, semasa interphase, pengagregatan pelbagai bahagian heterochromatin struktur boleh berlaku, mengakibatkan pembentukan chromocenters. Dalam jenis heterochromatin ini, tiada sifat transkripsi, iaitu, tiada gen struktur. Peranan segmen kromosom sedemikian tidak sepenuhnya jelas sehingga kini, jadi saintis cenderung hanya menyokong fungsi tersebut.
Euchromatin
Euchromatin ialah bahagian kromosom yang didekondensasikan dalam interfasa. Lokus sedemikian adalah longgar, tetapi pada masa yang sama struktur padat yang kecil.
Ciri fungsi euchromatin
Kromatin jenis ini berfungsi dan berfungsi secara aktif. Ia tidak mempunyai sifat pewarnaan dan tidak ditentukan oleh kajian histologi. Dalam fasa mitosis, hampir semua eukromatin terkondensasi dan menjadi sebahagian daripada kromosom. Fungsi sintetik dalam tempoh ini, kromosom tidak berfungsi. Oleh itu, kromosom selular boleh berada dalam dua keadaan berfungsi dan struktur:
- Keadaan aktif atau berfungsi. Pada masa ini, kromosom hampir sepenuhnya atau sepenuhnya terdekondensasi. Mereka terlibat dalam proses transkripsi dan reduplikasi. Semua proses ini berlaku terus dalam nukleus sel.
- Keadaan tidak aktif metabolik dorman (tidak berfungsi). Dalam keadaan ini, kromosomdipekatkan secara maksimum dan berfungsi sebagai pengangkutan untuk pemindahan bahan genetik ke sel anak. Dalam keadaan ini, bahan genetik turut diedarkan.
Pada fasa akhir mitosis, despiralisasi berlaku dan struktur berwarna lemah dalam bentuk benang yang mengandungi gen yang ditranskripsi terbentuk.
Struktur setiap kromosom mempunyai varian lokasi kromatinnya sendiri yang unik: euchromatin dan heterochromatin. Ciri sel ini membolehkan ahli sitogenetik mengenal pasti kromosom individu.
