Euhromatin je aktivni kromatin. Struktura in funkcije euhromatina

Jedro v evkariontski celici je osrednja organelle, na kateri sta odvisna vitalna aktivnost in sintetični procesi. Pomemben del jedrne vsebine predstavljajo filamentne DNA molekule različnih stopenj zbitosti v kombinaciji z beljakovinami. Gre za evhromatin (dekondenzirana DNA) in heterochromatin (gosto pakirani deli DNA).

V življenju celice ima euhromatin pomembno vlogo. Iz nje se glasi "navodilo" za skupščino ribonukleinska kislina (RNA), ki postane osnova za sintezo polipeptidnih molekul.

Ali imajo vsi jedro?

Vsa živa bitja, od najmanjšega do velikanskega, imajo genetske informacije v obliki deoksiribonukleinske kisline. Obstajata dve bistveno drugačni obliki predstavljanja v celicah:

1. Prokariotski organizmi (pre-jedrski) nimajo celastnih celic. Shranjevanje njihove enojne obročne DNK, ki ni povezana z beljakovinami, je samo mesto citoplazme, imenovano nukleoid. Podvajanje nukleinske kisline in sinteza beljakovin skozi prokarionte potekajo v enem celičnem prostoru. Ne bomo jih videli s prostim očesom, ker so predstavniki te skupine organizmov mikroskopski, do 3 mikrone v velikosti, bakterije.
2. Za evkariontske organizme je značilna bolj zapletena celična struktura, kjer je dedne informacije zaščiteno z dvojno jedrno membrano. Linearne DNA molekule skupaj s histonskimi proteini tvori kromatin, ki aktivno proizvaja RNA s pomočjo polienzimskih kompleksov. Sinteza proteina se pojavi v citoplazmi na ribosomih.

Oblikovano jedro v evkariontskih celicah je mogoče opaziti v medfaznem obdobju. V karioplazmi je proteinski okvir (matrika), nukleolov in nukleoproteinskih kompleksov, sestavljenih iz odsekov heterokromatina in euhromatina. To stanje jedra traja vse do začetka delitve celic, ko membrana in nukleol izginejo in kromosomi pridobijo kompaktno paličasto obliko.

Jedro v jedru

Glavna sestavina osnovne vsebine, kromatin, je njegov semantični del. Njegove funkcije vključujejo shranjevanje, izvajanje in prenos genetskih informacij o celici ali organizmu. Neposredno ponovljivi del kromatina je euhromatin, ki prenaša podatke o strukturi beljakovin in različnih vrst RNK.

Preostali deli jedra opravljajo pomožne funkcije, zagotovijo ustrezne pogoje za izvajanje genetskih informacij:

• nukleolno kondenzirana področja jedrskih vsebin, določitev mest za sintezo ribonukleinskih kislin za ribosome;
• proteinska matrika organizira razporeditev kromosomov in vsa vsebina jedra, ohranja svojo obliko;
• polno tekoče notranje jedro okolja, karioplazma, zagotavlja transport molekul in tok različnih biokemičnih procesov;
• dvoslojna lupina jedra, kariolemma, ščiti genski material, zagotavlja selektivno dvosmerno vodenje molekul in molekularnih kompleksov zaradi zapletenih jedrskih pore.

Kaj je kromatin?

Njegovo ime je bil kromatin dobljen leta 1880 zaradi Flemingovih eksperimentov na opazovanju celic. Dejstvo je, da so med fiksiranjem in obarvanjem nekateri deli celice še posebej dobro izraženi ("kromatin" pomeni "obarvano"). Kasneje je bilo ugotovljeno, da ta komponenta predstavlja DNA z beljakovinami, ki zaradi svojih kislinskih lastnosti aktivno zaznava alkalna barvila.

V osrednjem delu celice so na fotografijah vidni obarvani kromosomi, ki tvorijo metafazno ploščo.

Oblike obstoja DNA

V celicah evkariontskih organizmov so lahko kompleksi nukleotropinov kromatina v dveh stanjih.

1. V procesu deljenja celice DNA doseže največjo torzialnost in jo predstavljajo mitotični kromosomi. Vsaka stranda tvori ločen kromosom.
2. V interfaznem obdobju, ko je DNA celice najbolj dekondenzirana, kromatin enakomerno polni osnovni prostor ali tvori strdke vidne v svetlobnem mikroskopu. Takšne kromične centre pogosteje zaznavamo v bližini jedrske membrane.

Ta stanja so medsebojna alternativa, v interfazi ni ohranjen popolnoma kompaktiran kromosom.

Euhromatin in heterochromatin

Interfazni kromatin je kromosom, ki je izgubil svojo kompaktno obliko. Njihove zanke se sprostijo, polnjenje volumna jedra. Obstaja neposredna povezava med stopnjo dekondenzacije in funkcionalno aktivnostjo kromatina.

Njegovi odseki, popolnoma "razgrnjeni", imenujemo razpršeni ali aktivni kromatini. Po svetlobnem mikroskopu po nanosu barve praktično ni vidna. To je razloženo z dejstvom, da je debelina vijačnice DNA samo 2 nm. Njeno drugo ime je euhromatin.

Ta država omogoča dostop do kompleksov encimov do občutljivih fragmentov DNK, njihove proste vezave in delovanja. Iz razpršenih območij strukturo informacijske RNK (transkripcija) berejo RNA polimeraze ali se replicira samo DNK (replikacija). Višja je sintetična aktivnost celice v danem trenutku, večji je delež euchromatina v jedru.

Razpršena področja kromatina se izmenjujejo s kompaktnimi, zvitimi v različne stopnje heterochromatinskih con. Zaradi večje gostote je barvni heteroromatin jasno viden v medfaznih jedrih.

Na sliki je prikazan kromatin različnih stopenj kompaktiranja:

• 1 - molekula dvojne verižne DNA;
• 2 - histonski proteini;
• 3 - DNK, ovita okoli histonskega kompleksa pri 1,67 vrtljajih, tvori nukleozome;
• 4 - solenoid;
• 5 - medfazni kromosom.

Definicije delikatesnosti

Euhromatin v določenem času morda ni vključen v sintetične procese. V tem primeru je začasno v bolj kompaktnem stanju in ga je mogoče vzeti za heteroromatin.

Sedanji heterochromatin, imenovan tudi konstitutivni, ne nosi semantičnega bremena in se razkroji le v procesu replikacije. DNK v teh krajih vsebuje kratka ponavljajoča se zaporedja, ki ne kodirajo aminokislin. V mitotskih kromosomih se nahajajo na področju primarnega zoženja in telomernih končnic. Razdelijo tudi dele TENSCRIBLE DNA, ki tvorijo interkalarne fragmente.

Kako deluje euhromatin?

Sestava euhromatina vključuje gene, ki na koncu določajo strukturo proteinov (strukturni geni). Decodiranje nukleotidne sekvence v protein se pojavi s pomočjo posrednika, ki lahko, za razliko od kromosomov, zapusti jedro - informacijsko RNA.

V procesu transkripcije se RNA sintetizira na DNA matriki iz prostih adenilnih, uridilskih, citidilnih in gvanilnih nukleotidov. Prepisuje encimsko kompleksno RNK polimerazo.

Nekateri geni določajo zaporedje drugih vrst RNA (transport in ribosomal), ki so potrebni za dokončanje citoplazme sinteznih procesov beljakovin iz aminokislin.

Heterokromatin posameznega kromosoma se pogosto zbere v dobro označenem kromocenu. Okoli tega so zanke despiraliziranega euhromatina. Zaradi te konfiguracije DNA jedra so encimski kompleksi in prosti nukleotidi, ki so potrebni za uresničitev funkcij euhromatina, enostavno uporabni za občutljive dele.