Chromatinas yra medžiaga, kuri sudaro chromosomų. Tai reiškia DNR ir aplinkinių kompleksą baltymai kad gali suspausti genetinę medžiagą. Sutrikimai chromatinas struktūra gali vadovauti iki sunkios ligos.
Kas yra chromatinas?
Chromatinas yra DNR, histonų ir kitų mišinys baltymai susietas su DNR. Tai sudaro DNR-baltymų kompleksą, tačiau pagrindiniai jo komponentai yra DNR ir histonai. Chromatino pavadinimas atsirado dėl šio komplekso dažomumo su pagrindiniu branduoliu dažai. Visuose eukariotuose yra chromatino. Prokariotuose - DNR molekulės daugiausia yra laisvi ir sudaro žiedo struktūrą. Aukštesniuose eukariotų organizmuose chromatinas yra pagrindas chromosomų. DNR-baltymų kompleksas gali suspausti tiek, kad daug genetinės informacijos gali būti saugoma mažoje erdvėje ląstelės branduolyje. Histonai yra labai senovinis baltymas molekulės kurių genetinė sudėtis ir struktūra praktiškai nepakito nuo eukariotų pirmuonių iki žmonių.
Anatomija ir struktūra
Chromatinas, kaip minėta anksčiau, susideda iš DNR, histonų ir kitų baltymai. Šiame komplekse DNR molekulė suvyniota aplink aštuonių histonų paketą. Histonai yra baltymai, susidedantys iš daugelio bazinių amino rūgštys. Amino grupės sukuria teigiamą krūvį, o DNR molekulės turi neigiamą krūvį išorėje. Tai yra pagrindinis kietojo DNR ir histonų komplekso susidarymo reikalavimas. Šiame procese vadinamasis histono oktameras (8 histonai) apvedamas maždaug 1.65 karto DNR dviguba grandine. Tai atitinka 146 bazių porų grandinės ilgį. Dėl to DNR gali būti sumažinta 10,000 50,000–30 XNUMX kartų. Tai būtina, kad ji tilptų į ląstelės branduolį. Apvynioto histono oktamerio vienetas taip pat vadinamas nukleosoma. Atskiros nukleosomos savo ruožtu yra sujungtos susiejimo histonais. Taigi susidaro nukleosomų grandinė, kuri kaip XNUMX nm pluoštas atstovauja aukštesniam organizaciniam DNR vienetui. Net tankioje pakuotėje prie DNR vis tiek gali prisijungti reguliuojančios baltymo molekulės, leidžiančios genetinę informaciją perskaityti ir perkelti į baltymus. Tačiau vis tiek reikia atskirti euchromatiną ir heterochromatiną. Euchromatine DNR yra aktyvi. Čia yra beveik visi aktyvūs genai, kurie gali koduoti ir ekspresuoti baltymus. Euchromatino srityje nėra struktūrinių skirtumų, neatsižvelgiant į tai, kurioje kondensacijos būsenoje yra atitinkama chromosoma. Heterochromatine yra neaktyvių ar mažai aktyvių DNR-baltymų kompleksų. Jis yra atsakingas už viso chromatino struktūrinį pobūdį. Savo ruožtu heterochromatiną galima suskirstyti į dvi formas. Taigi yra konstitucinis ir fakultatyvinis heterochromatinas. Konstitucinis heterochromatinas niekada neišreiškiamas. Jis atlieka tik struktūrines funkcijas. Kartais gali būti išreikštas fakultatyvinis heterochromatinas. Skirtingomis mitozės fazėmis ir mejozė, susidaro skirtingi chromatino pakavimo lygiai. Šiame procese vadinamasis tarpfazis chromatinas labai atsilaisvina, palyginti su metafaziniu chromatinu, nes dauguma baltymų yra išreikšti šioje būsenoje.
Funkcija ir užduotys
Chromatino funkcija yra talpinti genetinę informaciją labai mažoje branduolio erdvėje. Tai įmanoma tik formuojant labai sandariai supakuotą DNR-baltymų kompleksą. Tačiau tam reikia skirtingų kondensacijos stadijų. Nors kompleksas yra labai tankiai supakuotas ramybės ir neaktyvios fazės metu, jis turi būti labiau atsipalaiduotas aktyvesnėse fazėse. Bet net ir čia pakuotės vis dar labai tankios. Norint suaktyvinti baltymų sintezę, reikia išlaisvinti tvirtą ryšį tarp atitinkamų DNR segmentų ir suvynioto histono. Susieti histonai blokuoja DNR ekspresuoti baltymus. Taigi skirtingos rišimosi būsenos taip pat gali sukelti skirtingą genų veiklą. Šiame procese ląstelių diferenciacija vyksta kaip epigenetinių procesų dalis. Nors genetinė DNR informacija skirtingose kūno ląstelėse yra vienoda, veikla genas išraiška yra skirtingi, todėl skirtingi ląstelių tipai taip pat atlieka skirtingas užduotis.
Ligos
Chromatino skardinės struktūros defektai vadovauti sunkioms ligoms. Dėl šių klaidų veikla gali pasikeisti genas veikla, kuri sutrikdo kūno ląstelių sąveikos harmoniją. Tai dažnai yra labai retos ligos, kurių simptomai yra labai panašūs. Nukentėję asmenys kenčia nuo fizinių deformacijų ir protinių negalių. Mechanizmai, sukeliantys šiuos simptomus, vis dar yra per mažai žinomi. Tačiau šių santykių tyrimai yra būtini, kad būtų galima kuo geriau gydyti šias ligas. Dvi tipiškos ligos, pagrįstos chromatino sutrikimais, yra Karsto-Sirio sindromas ir Nicolaideso-Baraitserio sindromas. Abi ligos yra genetiškai nulemtos. Sergant Karsto-Sirio sindromu, įgimta hipoplazija pirštas ir pirštas kaulai, žemo ūgio ir protinis atsilikimas atsirasti. Už šios ligos sukėlimą yra atsakingos įvairios mutacijos, kurios yra atsakingos už tam tikrus DNR-baltymų komplekso subvienetus. Yra tiek autosominiai recesyviniai, tiek autosominiai dominuojantys paveldėjimai. Gydymas yra simptominis ir priklauso nuo konkrečių ryškių ligos simptomų. Nicolaides-Baraitser sindromas taip pat pasireiškia panašiais simptomais. Be to žemo ūgio ir pirštų apsigimimai, sunkūs psichiniai atsilikimas taip pat pasitaiko priepuolių. Paveldėjimas dominuoja autosomiškai. Liga yra labai reta ir pasireiškia vienam iš milijono žmonių. Kitas retas paveldimas sutrikimas, susijęs su chromatino sutrikimu, yra Cornelia de Lange sindromas. Šis sindromas taip pat turi daug fizinių apsigimimų ir intelekto raidos sutrikimų.
