Евхроматинът е активен хроматин. Структура и функции на евхроматина

Ядрото в еукариотната клетка е централната органела, от която зависи жизнената активност и синтетичните процеси. Значителна част от съдържанието на сърцевината е представена от филаментозни ДНК молекули с различна степен на уплътняване в комбинация с протеини. Това са евхроматин (декондензирана ДНК) и хетерохроматин (гъсти опаковани части от ДНК).

В живота на клетката, евхроматинът играе важна роля. От него се чете "инструкцията" за монтажа рибонуклеинова киселина (РНК), който става основата за синтеза на полипептидни молекули.

Дали всеки има ядро?

Всички живи същества, от най-малкия до гиганта, получават генетична информация под формата на дезоксирибонуклеинова киселина. Съществуват две фундаментално различни форми на представяне в клетките:

1. Прокариотните организми (преди ядрените) нямат разделени клетки. Съхраняването на тяхната единична ДНК, несвързана с протеините, е просто цитоплазмен сайт, наречен нуклеоид. Репликацията на нуклеинова киселина и синтеза на протеини преминават през прокариоти в едноклетъчно пространство. Ние няма да ги видим с просто око, защото представителите на тази група организми са микроскопични, с размер до 3 микрона, бактерии.
2. Еукариотните организми се характеризират с по-сложна клетъчна структура, където наследствена информация защитени от мембрана с двойна сърцевина. Линейни ДНК молекули заедно с хистонови протеини образуват хроматин, който активно произвежда РНК посредством полиензимни комплекси. Синтезът на протеина се среща в цитоплазмата на рибозомите.

Образуваното ядро ​​в еукариотните клетки може да се види през интерфазния период. В кариоплазмата има протеинова рамка (матрица), нуклеоли и нуклеопротеинови комплекси, състоящи се от секции хетерохроматин и евхроматин. Това състояние на ядрото продължава до началото на клетъчното деление, когато мембраната и нуклеолите изчезнат, а хромозомите придобиват компактна пръчковидна форма.

Ядро в сърцевината

Основният компонент на съдържанието на ядрото, хроматинът, е неговата семантична част. Неговите функции включват съхранение, внедряване и трансфер на генетична информация за клетка или организъм. Директно репликиращата се част от хроматина е евхроматин, който носи данни за структурата на протеините и различни видове РНК.

Останалите части на ядрото изпълняват допълнителни функции, осигуряват подходящи условия за прилагане на генетична информация:

• нуклеоли - кондензирани области с ядрено съдържание, определяне на местата на синтез на рибонуклеинови киселини за рибозоми;
• протеиновата матрица организира подреждането на хромозомите и цялото съдържание на ядрото, поддържа своята форма;
• полу-течна вътрешна сърцевина, кариоплазма, осигурява транспорт на молекули и потока на различни биохимични процеси;
• двупластова обвивка на ядрото, кариолема, защитава генетичния материал, осигурява селективно двупосочно провеждане на молекули и молекулни комплекси поради сложните ядрени пори.

Какво представлява хроматинът?

Неговото име хроматин е получено през 1880 г. поради експериментите на Флеминг за наблюдение на клетките. Факт е, че по време на фиксирането и оцветяването, някои части от клетката се проявяват особено добре ("хроматин" означава "оцветен"). По-късно беше установено, че този компонент е представен от ДНК с протеини, които поради своите киселинни свойства активно възприемат алкални багрила.

В централната част на клетката цветните хромозоми, които образуват метафазната плака, се виждат на снимката.

Форми на съществуване на ДНК

В клетките на еукариотните организми, нуклеопротеиновите комплекси на хроматина могат да бъдат в две състояния.

1. В процеса на разделяне на клетката, ДНК достига своята максимална торзионност и е представена от митотични хромозоми. Всяка нишка образува отделна хромозома.
2. По време на интерфазния период, когато ДНК на клетките е най-декондензирана, хроматинът равномерно запълва ядрото или образува съсиреци, видими в светлинния микроскоп. Такива хромични центрове по-често се откриват близо до ядрената мембрана.

Тези състояния са алтернативни един на друг, в интерфазата не се запазват напълно уплътнени хромозоми.

Евхроматин и хетерохроматин

Интерфазният хроматин е хромозома, която е загубила своята компактна форма. Техните бримки се разхлабват и запълват обема на сърцевината. Има пряка връзка между степента на декондензация и функционалната активност на хроматина.

Неговите участъци, напълно "разкрити", се наричат ​​дифузен или активен хроматин. Практически не се вижда в светлинния микроскоп след оцветяване. Това се обяснява с факта, че дебелината на ДНК спиралата е само 2 nm. Другото му име е евхроматин.

Това състояние осигурява достъп до ензимните комплекси до чувствителните фрагменти на ДНК, тяхното свободно прикачване и функциониране. От дифузните участъци структурата на информационната РНК (транскрипция) се чете от РНК полимерази или самата ДНК (репликация) се реплицира. Колкото по-висока е синтетичната активност на клетката в даден момент, толкова по-голяма е пропорцията на евхроматин в ядрото.

Дифузните области на хроматина се редуват с компактни, усукани до различни степени на хетерохроматинни зони. Поради по-голямата плътност, цветният хетерохроматин е ясно видим в интерфазните ядра.

Фигурата показва хроматин с различни степени на компактификация:

• 1 - двуверижна ДНК молекула;
• 2 - хистонни протеини;
• 3 - ДНК, обвита около хистоновия комплекс при 1,67 превръща, образува нуклеозома;
• 4 - соленоид;
• 5 - междуфазова хромозома.

Тънкостите на дефиницията

Евхроматинът в определено време може да не участва в синтетичните процеси. В този случай той временно е в по-компактно състояние и може да бъде използван за хетерохроматин.

Настоящият хетерохроматин, наричан още конститутивен, не носи семантичния товар и се декондензира само в процеса на репликация. ДНК на тези места съдържа кратки повтарящи се последователности, които не кодират аминокиселини. В митотичните хромозоми те се намират в областта на първичните стеснения и теломерните окончания. Те също така разделят участъците от ТАНЦОВИЯ ДНК, образувайки вътрешни камъни.

Как функционира euchromatin?

Съставът на евхроматина включва гени, които в крайна сметка определят структурата на протеините (структурни гени). Декодирането на нуклеотидната последователност в протеина се осъществява с помощта на посредник, който, за разлика от хромозомите, може да напусне ядрото - информационната РНК.

В процеса на транскрипция РНК се синтезира върху ДНК матрицата от свободни аденил, уридил, цитидил и гуанил нуклеотиди. Транскрипцията се осъществява от ензимната комплекс РНК полимераза.

Някои гени определят последователността на други видове РНК (транспорт и рибозома), необходими за завършване на цитоплазмата на процесите на синтез на протеини от аминокиселини.

Хетерохроматът на единична хромозома често се събира в добре маркирана хромоцен. Около него има бримки от депиризирано евхроматин. Поради тази конфигурация на ДНК на ядрото ензимните комплекси и свободните нуклеотиди, необходими за осъществяването на евхроматинови функции, са лесно приложими към сетивните части.