"Kromozom" kavramı, bilimde ilk bakışta göründüğü kadar yeni değildir. İlk kez, bu terim ökaryotik bir hücrenin intranükleer yapısını belirtmek için 130 yıldan daha uzun bir süre önce morfolog W. Waldeyer tarafından önerildi. Adında gömülü olan, hücre içi yapının bazik boyalarla lekelenme yeteneğidir.
Öncelikle… Kromatin nedir?
Kromatin bir nükleoprotein kompleksidir. Yani kromatin, özel kromozomal proteinler, nükleozomlar ve DNA içeren bir polimerdir. Proteinler bir kromozomun kütlesinin %65'ini oluşturabilir. Kromatin dinamik bir moleküldür ve çok sayıda konfigürasyon alabilir.
Kromatin proteinleri, kütlesinin önemli bir bölümünü oluşturur ve iki gruba ayrılır:
- Histon proteinleri - bileşimlerinde bazik amino asitler içerir (örneğin, arginin ve lizin). Histonların düzeni, DNA molekülünün tüm uzunluğu boyunca bloklar şeklinde kaotiktir.
- Histon olmayan proteinler (toplam histon sayısının yaklaşık 1/5'i) - nükleer proteindirinterfaz çekirdeğinde yapısal bir ağ oluşturan bir matris. Çekirdeğin morfolojisini ve metabolizmasını belirleyen temel odur.
Şu anda sitogenetikte kromatin iki çeşide ayrılır: heterokromatin ve ökromatin. Kromatinin iki türe bölünmesi, her türün belirli boyalarla lekelenme kabiliyeti nedeniyle meydana geldi. Bu, sitologlar tarafından kullanılan verimli bir DNA görüntüleme tekniğidir.
Heterokromatin
Heterokromatin, interfazda kısmen yoğunlaşmış bir kromozom parçasıdır. Heterokromatinin işlevsel olarak hiçbir değeri yoktur, çünkü özellikle transkripsiyonla ilgili olarak aktif değildir. Ancak iyi lekelenme yeteneği histolojik çalışmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Heterokromatinin yapısı
Heterokromatin basit bir yapıya sahiptir (şekle bakınız).
Heterokromatin, nükleozom adı verilen küreciklere paketlenir. Nükleozomlar daha da yoğun yapılar oluşturur ve bu nedenle DNA'dan bilgi okumaya “müdahale eder”. Heterokromatin, lizin 9'da H3 histonunun metilasyonu sürecinde oluşur ve daha sonra protein 1 (HP1 - Heterokromatin Protein 1) ile ilişkilendirilir. Ayrıca H3K9-metiltransferazlar dahil diğer proteinlerle etkileşime girer. Birbiriyle bu kadar çok sayıda protein etkileşimi, heterokromatinin ve dağılımının korunması için bir koşuldur. DNA'nın birincil yapısı heterokromatin oluşumunu etkilemez.
Heterokromatin sadece ayrı parçalar değil, aynı zamanda tüm hücre döngüsü boyunca yoğun bir durumda kalan bütün kromozomlardır. S-fazındadırlar ve replikasyona tabidirler. Bilim adamları, heterokromatin bölgelerinin proteini kodlayan genleri taşımadığına veya bu tür genlerin sayısının çok az olduğuna inanmaktadır. Bu tür genler yerine, heterokromatinin nükleotid dizileri çoğunlukla basit tekrarlardan oluşur.
Heterokromatin türleri
Heterokromatin iki tiptir: fakültatif ve yapısal.
- Fakültatif heterokromatin, aynı türün iki kromozomundan birinin sarmalının oluşumu sırasında oluşan kromatindir, her zaman heterokromatik değildir, ancak zaman zaman. Kalıtsal bilgi içeren genleri içerir. Ökromatik duruma girdiğinde okunur. Fakültatif heterokromatinin yoğunlaştırılmış hali geçici bir olgudur. Bu, yapısal olandan temel farkıdır. Fakültatif heterokromatinin bir örneği, kadın cinsiyetini belirleyen kromatin gövdesidir. Böyle bir yapı somatik hücrelerin iki homolog X kromozomundan oluştuğundan, bunlardan biri sadece fakültatif heterokromatin oluşturabilir.
- Yapısal heterokromatin, oldukça sarmal bir durumdan oluşan bir yapıdır. Döngü boyunca devam eder. Yukarıda bahsedildiği gibi, yapısal heterokromatinin yoğun durumu, isteğe bağlı olanın aksine sabit bir olgudur. Yapısal heterokromatin de deniryapıcı, C rengi tarafından iyi tespit edilir. Çekirdekten uzakta bulunur ve sentromerik bölgeleri kaplar, ancak bazen kromozomun diğer bölgelerinde lokalize olur. Çoğu zaman, interfaz sırasında, yapısal heterokromatinin çeşitli bölümlerinin toplanması meydana gelebilir ve bu da kromomerkezlerin oluşumuna neden olur. Bu heterokromatinde transkripsiyon özelliği yoktur yani yapısal genler yoktur. Kromozomun böyle bir bölümünün rolü şu ana kadar tam olarak açık değildir, bu nedenle bilim adamları yalnızca işlevi destekleme eğilimindedir.
Ökromatin
Ökromatin, kromozomların interfazda yoğunlaştırılan parçalarıdır. Böyle bir yer, gevşek ama aynı zamanda küçük, kompakt bir yapıdır.
Ökromatinin fonksiyonel özellikleri
Bu tür kromatin çalışıyor ve işlevsel olarak aktif. Boyama özelliği yoktur ve histolojik çalışmalarla belirlenmez. Mitoz aşamasında, hemen hemen tüm ökromatin yoğunlaşır ve kromozomun ayrılmaz bir parçası haline gelir. Sentetik işlevler bu dönemde kromozomlar tarafından yerine getirilmez. Bu nedenle, hücresel kromozomlar iki fonksiyonel ve yapısal durumda olabilir:
- Aktif veya çalışma durumu. Bu zamanda, kromozomlar neredeyse tamamen veya tamamen dekondanse edilir. Transkripsiyon ve reduplikasyon sürecinde yer alırlar. Tüm bu işlemler doğrudan hücre çekirdeğinde gerçekleşir.
- Aktif olmayan metabolik uyku hali (çalışmıyor). Bu durumda kromozomlarmaksimuma kadar yoğunlaştırılır ve genetik materyalin yavru hücrelere transferi için bir taşıma görevi görür. Bu durumda genetik materyal de dağıtılır.
Mitozun son aşamasında despiralizasyon meydana gelir ve transkripsiyonlu genleri içeren iplik şeklinde zayıf renkli yapılar oluşur.
Her kromozomun yapısı, kromatinin konumunun kendine özgü, benzersiz bir çeşidine sahiptir: ökromatin ve heterokromatin. Hücrelerin bu özelliği sitogenetikçilerin tek tek kromozomları tanımlamasına olanak tanır.
