Euchromatina este o cromatină activă. Structura și funcțiile eucromatinei

Nucleul din celula eucariotă este organelui central, de care depinde activitatea vitală și procesele sintetice. O parte semnificativă a conținutului de bază este reprezentată de molecule de ADN filamentos de diferite grade de compactare în combinație cu proteine. Acestea sunt eucromatin (ADN decondensat) și heterochromatin (părți dens ambalate ale ADN-ului).

În viața celulei, eucromatinul joacă un rol important. Din aceasta se citește "instrucțiunea" pentru ansamblu acidul ribonucleic (ARN), care devine baza pentru sinteza moleculelor de polipeptide.

Au toată lumea un nucleu?

Toate ființele vii, de la cel mai mic la gigant, sunt furnizate cu informații genetice sub formă de acid deoxiribonucleic. Există două forme fundamentale diferite de ao reprezenta în celule:

1. Organismele procariote (pre-nucleare) nu au celule compartmentate. Depozitarea ADN-ului inelar unic, care nu este legată de proteine, este doar un situs citoplasmatic numit nucleoid. Reacția acidului nucleic și sinteza proteinelor trec prin prokariote într-un singur spațiu celular. Nu le vom vedea cu ochiul liber, pentru că reprezentanții acestui grup de organisme sunt microscopici, cu o dimensiune de până la 3 microni, bacterii.
2. Organismele eucariote sunt caracterizate printr-o structură celulară mai complexă, unde informații ereditare protejate de o membrană dublă. Moleculele ADN lineare împreună cu proteinele histone formează cromatina care produce în mod activ ARN prin intermediul complexelor de polenzime. Sinteza proteinei apare în citoplasma de pe ribozomi.

Nucleul format în celulele eucariote poate fi văzut în timpul perioadei interfazice. În carioplasm există un cadru de proteine ​​(matrice), nucleoli și complecși nucleoproteinici constând din secțiuni de heterochromatină și eucromatină. Această stare a nucleului persistă până la începutul diviziunii celulare, atunci când membrana și nucleolii dispar, iar cromozomii dobândesc o formă compactă a tijei.

Core în nucleu

Componenta principală a conținutului de bază, cromatina, este partea sa semantică. Funcțiile sale includ stocarea, implementarea și transferul informațiilor genetice despre o celulă sau un organism. Partea direct replicabilă a cromatinei este eucromatina, care conține date despre structura proteinelor și diferite tipuri de ARN.

Celelalte părți ale kernelului execută funcții auxiliare, asigură condiții adecvate pentru implementarea informațiilor genetice:

• nucleoli - zone condensate de conținuturi nucleare, determinând locurile de sinteză a acizilor ribonucleici pentru ribozomi;
• matricea de proteine ​​organizează aranjamentul cromozomilor și întregul conținut al nucleului, își menține forma;
• mediul median semi-lichid, carioplasmul, asigură transportul moleculelor și fluxul diverselor procese biochimice;
• o cochilie de două straturi a nucleului, o karyolemă, protejează materialul genetic, asigură conducerea selectivă în două direcții a moleculelor și complexelor moleculare datorate porilor nucleari complicați.

Ce este cromatina?

Numele său cromatină a fost obținut în 1880 datorită experimentelor lui Flemming privind observarea celulelor. Faptul este că în timpul fixării și colorării, anumite părți ale celulei sunt foarte bine manifestate ("cromatina" înseamnă "colorată"). Mai târziu sa constatat că această componentă este reprezentată de ADN-ul cu proteine, care, datorită proprietăților sale acide, percepe în mod activ coloranți alcalini.

În partea centrală a celulei, cromozomii colorați care formează placa metafază sunt vizibili în fotografie.

Forme de existență a ADN-ului

În celulele organismelor eucariote, complexele de nucleoproteine ​​ale cromatinei pot fi în două stări.

1. În procesul de divizare a celulei, ADN-ul atinge torsiunea maximă și este reprezentat de cromozomii mitotici. Fiecare catenă formează un cromozom separat.
2. În timpul perioadei interfazice, când ADN-ul celulelor este cel mai descondensat, cromatina umple uniform spațiul miezului sau formează cheaguri vizibile în microscopul luminos. Astfel de centre cromatice sunt mai des detectate în apropierea membranei nucleare.

Aceste stări sunt alternative una la alta, în interfaza nu se păstrează cromozomi complet compacți.

Euchromatin și heterochromatin

Cromatina interfazică este un cromozom care și-a pierdut forma compactă. Buclele lor se desfac, umplând volumul miezului. Există o relație directă între gradul de decondenzație și activitatea funcțională a cromatinei.

Secțiunile sale, complet "dezagregate", se numesc cromatine difuze sau active. Este practic imposibil de vizibil în microscopul de lumină după colorare. Acest lucru se explică prin faptul că grosimea helixului ADN este de numai 2 nm. Celălalt nume este euchromatin.

Această stare permite accesul complexelor enzimatice la fragmentele sensibile ale ADN-ului, atașarea și funcționarea lor liberă. Din zonele difuze, structura ARN-ului de informare (transcripție) este citită de ARN-polimeraze sau replicarea ADN-ului însuși (replicarea). Cu cât activitatea sintetică a celulei este mai mare la un moment dat, cu atât este mai mare proporția de eucromatină din nucleu.

Zonele difuze de cromatină se alternează cu zone compacte, răsucite la diferite grade de zone de heterochromatină. Datorită densității mai mari, heterochromatina colorată este vizibilă clar în nucleele interfazate.

Figura prezintă cromatina de diferite grade de compactare:

• 1 - moleculă de ADN dublu catenar;
• 2 - proteine ​​histone;
• 3 - ADN-ul înfășurat în jurul complexului histone la vârfurile de 1,67 formează nucleozomul;
• 4 - solenoid;
• 5 - cromozom interfazic.

Definirea subtilităților

Euchromatinul la un moment dat poate să nu fie implicat în procesele sintetice. În acest caz, este temporar într-o stare mai compactă și poate fi luată pentru heterochromatină.

Prezenta heterochromatină, se mai numește și constitutivă, nu poartă sarcina semantică și se decondensizează numai în procesul de replicare. ADN-ul din aceste locuri conține secvențe repetate scurte care nu codifică aminoacizii. În cromozomii mitotici, ei se găsesc în zona constricției primare și terminațiilor telomerice. De asemenea, ele împart porțiunile ADN-ului TENSCRIBIL, formând fragmente intercalare.

Cum funcționează eucromatina?

Compoziția eucromatinei include gene care determină în final structura proteinelor (gene structurale). Decodificarea secvenței de nucleotide într-o proteină are loc cu ajutorul unui intermediar capabil, spre deosebire de cromozomi, să părăsească nucleul - ARN-ul de informare.

În procesul de transcripție, ARN este sintetizat pe matricea ADN din nucleotidele libere de adenil, uridil, citidil și guanil. Transcrierea se efectuează prin polimeraza complexă a enzimei ARN.

Unele gene determina secvența altor tipuri de ARN (ribozomale și transport) necesare pentru a completa sinteza proteinei în citoplasmă proceselor de aminoacizi.

Heterochromatinul unui singur cromozom este adesea colectat într-un cromcen bine marcat. În jurul lui sunt buclele de eucromatină despiralizată. Datorită acestei configurații a ADN-ului nucleului, complexele enzimatice și nucleotidele libere necesare pentru realizarea funcțiilor eucromatinei sunt ușor de aplicat la părțile sensibile.