Формы хроматина и особенности его строения

Что такое хроматин — определение, для чего нужен

Он входит в состав нуклеоида у прокариот, расположен внутри ядра клеток эукариот. В хроматине происходит репарация и репликация ДНК, реализуется генетическая информация. Поэтому его называют веществом наследственности.

Основное предназначение вещества – сжатие ДНК до размеров компактной единицы, способной войти в ядро.

Основные свойства хроматина

Набор свойств зависит от разновидности вещества. Классификация хроматина подразумевает 2 вида. Это:

1. Эухроматин, главной характеристикой которого выступает низкая плотность.
2. Гетерохроматин, особенностью которого является повышенная плотность.

Эухроматин оказывает воздействие на ДНК, делает возможным проведение репликации – создания 2 дочерних молекул ДНК из одной родительской, транскрипции – переноса генетической информации с ДНК на РНК. Эти процессы имеют большое значение для синтезирования клеткой ДНК и белков, а также для образования органелл.

Эухроматин обладает рядом свойств, позволяющих ему реализовывать большинство генетических процессов. Среди них:

• способность постоянно находиться в конденсированном состоянии;
• высокая плотность расположения генов;
• множество копий небольших нетранскрибируемых участков ДНК.

Гетерохроматин, который в сравнении с эухроматином выделяется высокой плотностью, не способен к реализации многочисленных генетических процессов. Более того, он есть в ядрах клеток самок, но отсутствует в ядрах клеток самцов. Поэтому многие биологи придерживаются мнения, что вещество не является генетически активным.

Строение хроматина, химический состав

Строение хроматина меняется в соответствии с периодом и фазой клеточного цикла. На уровне интерфазы он представляет собой глыбки, расположенные по принципу случайной локализации в пределах нуклеоплазмы ядра. В процессе перехода клетки к митозу вещество приобретает вид хромосом – отдельных интенсивно окрашенных телец.

С точки зрения биохимии состав вещества включает 40% дезоксирибонуклеиновой кислоты и 60% белков. При этом общее число белков на 33% представлено негистоновыми белками и на 67% гистонами, среди которых Н4, Н3, Н2в, Н2а, Н1.

Стадии конденсации хроматина

Схема конденсации хроматина выглядит так:

Разные зоны ДНК одномоментно могут находиться в разной степени упаковки, но каждая из них в обязательном порядке проходит через 5 этапов:

1. Нуклеосомный, в ходе которого ДНК распадается на повторяющиеся структуры из 8 молекул гистонов, известные под названием «октамеры», и намотанную на каждую из них ДНК. Полученные частицы называются нуклеосомами, представляют собой белковую основу с двумя витками ДНК на поверхности.
2. Нуклеомерный, завершающийся образованием фибрилл – нитей.
3. Хромомерный, на котором формируются петлевые домены ДНК.
4. Хроматидный, обеспечивающий дальнейшую компактизацию.
5. Уровень метафазной хромосомы.

На последнем этапе хроматиды завершают спирализацию, итогом которой становится укорочение нити в 10 тысяч раз по сравнению с первоначальным значением.