Ökaryotik bir hücredeki çekirdek, hayati aktivitenin ve sentetik süreçlerin bağlı olduğu merkezi organeldir. Çekirdeğin içeriğinin önemli bir kısmı, proteinlerle kombinasyon halinde değişen derecelerde sıkıştırmaya sahip filamentli DNA molekülleri ile temsil edilir. Bunlar ökromatin (yoğunlaştırılmış DNA) ve heterokromatindir (yoğun paketlenmiş DNA parçaları).
Ökromatin hücrenin yaşamında önemli bir rol oynar. Polipeptit moleküllerinin sentezinin temeli haline gelen ribonükleik asidin (RNA) montajı için "talimat"ı okur.
Herkesin bir çekirdeği var mı?
En küçüğünden en büyüğüne tüm canlılara deoksiribonükleik asit formunda genetik bilgi sağlanır. Hücrelerde onu temsil etmenin temelde farklı iki biçimi vardır:
- Prokaryotik organizmalar (nükleer öncesi) bölmeli olmayan hücrelere sahiptir. Proteine bağlı olmayan tek dairesel DNA'larının deposu sadece bir yamadır.nükleoid adı verilen sitoplazma. Nükleik asit replikasyonu ve protein sentezi, prokaryotlarda tek bir hücre boşluğunda gerçekleşir. Onları çıplak gözle görmeyeceğiz, çünkü bu organizma grubunun temsilcileri mikroskobik, 3 mikrona kadar boyuta sahip bakterilerdir.
- Ökaryotik organizmalar, kalıtsal bilgilerin çekirdeğin çift zarı tarafından korunduğu daha karmaşık bir hücre yapısı ile karakterize edilir. Doğrusal DNA molekülleri, histon proteinleriyle birlikte, polienzim komplekslerinin yardımıyla aktif olarak RNA üreten kromatin oluşturur. Protein sentezi ribozomların sitoplazmasında gerçekleşir.
Ökaryotik hücrelerde oluşan çekirdek, interfaz sırasında görülebilir. Karyoplazma, bir protein omurgası (matris), nükleoli ve heterokromatin ve ökromatin bölümlerinden oluşan nükleoprotein kompleksleri içerir. Çekirdeğin bu durumu, hücre bölünmesinin başlangıcına, zar ve çekirdekçiklerin kaybolduğu ve kromozomların kompakt çubuk benzeri bir şekil aldığı zamana kadar devam eder.
Çekirdekteki ana
Çekirdek içeriğinin ana bileşeni olan kromatin, onun anlamsal kısmıdır. İşlevleri, bir hücre veya organizma hakkında genetik bilginin depolanması, uygulanması ve iletilmesini içerir. Kromatinin doğrudan kopyalanan kısmı, proteinlerin yapısı ve çeşitli RNA türleri hakkında veri taşıyan ökromatindir.
Çekirdeğin kalan kısımları yardımcı işlevleri yerine getirir, genetik bilginin uygulanması için uygun koşulları sağlar:
- nükleoli -ribozomlar için ribonükleik asitlerin sentezi için yerleri belirleyen sıkıştırılmış nükleer içerik alanları;
- protein matrisi, kromozomların dizilişini ve çekirdeğin tüm içeriğini düzenler, şeklini korur;
- Çekirdeğin yarı sıvı iç ortamı olan karyoplazma, moleküllerin taşınmasını ve çeşitli biyokimyasal süreçlerin akışını sağlar;
- Çekirdeğin iki katmanlı kabuğu olan karyolemma, genetik materyali korur, kompleks nükleer gözenekler nedeniyle moleküllerin ve moleküler komplekslerin seçici bilateral iletimini sağlar.
Kromatin ne anlama geliyor
Kromatin, adını 1880'de Flemming'in hücreleri gözlemleme deneyleri sayesinde aldı. Gerçek şu ki, sabitleme ve boyama sırasında hücrenin bazı kısımları özellikle iyi ortaya çıkar ("kromatin", "lekeli" anlamına gelir). Daha sonra bu bileşenin, asidik özellikleri nedeniyle alkali boyaları aktif olarak algılayan proteinlerle DNA tarafından temsil edildiği ortaya çıktı.
Fotoğrafta hücrenin orta kısmında lekeli kromozomlar görülüyor ve bir metafaz plakası oluşturuyor.
DNA varoluş biçimleri
Ökaryotik organizmaların hücrelerinde, kromatinin nükleoprotein kompleksleri iki durumda olabilir.
- Hücre bölünmesi sürecinde DNA maksimum bükülmesine ulaşır ve mitotik kromozomlarla temsil edilir. Her iplikçik ayrı bir kromozom oluşturur.
- İnterfaz sırasında, hücre DNA'sının en yoğun olduğu zaman, kromatin eşit şekilde dolarçekirdeğin boşluğu veya ışık mikroskobunda görülebilen kümeler oluşturur. Bu tür kromo-merkezler daha sık nükleer membranın yakınında tespit edilir.
Bu durumlar birbirine alternatiftir, tam olarak sıkıştırılmış kromozomlar interfazda korunmaz.
Ökromatin ve heterokromatin
İnterfaz kromatin, kompakt şeklini kaybetmiş bir kromozomdur. Döngüleri gevşetilerek çekirdeğin hacmini doldurur. Yoğunlaşma derecesi ile kromatinin fonksiyonel aktivitesi arasında doğrudan bir ilişki vardır.
Tamamen "çözülmemiş" kısımlarına yaygın veya aktif kromatin denir. Boyamadan sonra ışık mikroskobu altında pratik olarak görünmez. Bunun nedeni DNA sarmalının sadece 2 nm kalınlığında olmasıdır. Diğer adı ökromatindir.
Bu durum, enzimatik komplekslere semantik DNA fragmanlarına erişim, bunların serbest bağlanması ve işleyişi sağlar. Haberci RNA'nın yapısı (transkripsiyon), RNA polimerazları tarafından dağınık bölgelerden okunur veya DNA'nın kendisi kopyalanır (replikasyon). Şu anda hücrenin sentetik aktivitesi ne kadar yüksek olursa, çekirdekteki ökromatin oranı o kadar büyük olur.
Kromatinin dağınık bölümleri, kompakt, farklı şekilde bükülmüş heterokromatin bölgeleriyle değişir. Daha yüksek yoğunluk nedeniyle, boyanmış heterokromatin, interfaz çekirdeklerinde açıkça görülebilir.
Şekil, farklı sıkıştırma derecelerine sahip kromatini göstermektedir:
- 1 - çift sarmallı DNA molekülü;
- 2 - histonproteinler;
- 3 - 1.67 dönüş için histon kompleksinin etrafına sarılmış DNA bir nükleozom oluşturur;
- 4 - solenoid;
- 5 - interfaz kromozomu.
Tanımın incelikleri
Ökromatin belirli bir zamanda sentetik işlemlerde yer almayabilir. Bu durumda geçici olarak daha kompakt bir durumdadır ve heterokromatin ile karıştırılabilir.
Yapıcı olarak da adlandırılan gerçek heterokromatin, anlamsal bir yük taşımaz ve yalnızca çoğ altma sürecinde yoğunlaşır. Bu konumlardaki DNA, amino asitleri kodlamayan kısa, tekrarlayan diziler içerir. Mitotik kromozomlarda, birincil daralma ve telomerik sonlanma bölgesinde bulunurlar. Ayrıca transkripsiyonlu DNA'nın bölümlerini ayırarak interkalar (interkalar) fragmanlar oluştururlar.
Ökromatin "nasıl çalışır"
Ökromatin, nihai olarak proteinlerin yapısını belirleyen genleri (yapısal genler) içerir. Nükleotid dizisinin bir proteine kod çözme işlemi, kromozomlardan farklı olarak çekirdeği terk etme yeteneğine sahip bir aracının - haberci RNA'nın yardımıyla gerçekleşir.
Transkripsiyon sırasında RNA, serbest adenil, uridil, sitidil ve guanil nükleo titlerinden bir DNA şablonu üzerinde sentezlenir. Transkripsiyon, enzim kompleksi RNA polimeraz tarafından gerçekleştirilir.
Bazı genler, sitoplazmada protein sentezi süreçlerini tamamlamak için gerekli olan diğer RNA türlerinin (taşıma ve ribozomal) dizisini belirler.amino asitler.
Tek bir kromozomun heterokromatini genellikle iyi işaretlenmiş bir kromomerkezde birleştirilir. Etrafında despiralize edilmiş ökromatin halkaları vardır. Çekirdek DNA'nın bu konfigürasyonu sayesinde, ökromatinin işlevlerinin uygulanması için gerekli olan enzim kompleksleri ve serbest nükleo titler, anlamsal parçalara kolayca uyar.
