Эукариоттық жасушадағы ядро тіршілік әрекеті мен синтетикалық процестер тәуелді орталық органоид болып табылады. Ядро мазмұнының едәуір бөлігін ақуыздармен біріктірілген тығыздалу дәрежесі әртүрлі жіп тәрізді ДНҚ молекулалары құрайды. Бұл эухроматин (деконденсацияланған ДНҚ) және гетерохроматин (тығыз оралған ДНҚ бөліктері).
Эухроматин жасуша өмірінде маңызды рөл атқарады. Ол полипептидтік молекулалардың синтезіне негіз болатын рибонуклеин қышқылын (РНҚ) құрастыру туралы «нұсқаулықты» оқиды.
Әр адамның өзегі бар ма?
Кішіден бастап алыпқа дейін барлық тіршілік иелері дезоксирибонуклеин қышқылы түріндегі генетикалық ақпаратпен қамтамасыз етілген. Оны ұяшықтарда көрсетудің екі түбегейлі әртүрлі формасы бар:
- Прокариоттық организмдерде (ядроға дейінгі) бөлімшесіз жасушалар болады. Олардың ақуызбен байланыспаған жалғыз дөңгелек ДНҚ-ның репозиторийі жай ғана патчцитоплазма нуклеоид деп аталады. Нуклеин қышқылының репликациясы және ақуыз синтезі прокариоттарда бір жасуша кеңістігінде жүреді. Біз оларды жай көзбен көрмейміз, өйткені бұл организмдер тобының өкілдері микроскопиялық, көлемі 3 микронға дейін, бактериялар.
- Эукариоттық организмдер тұқым қуалайтын ақпарат ядроның қос қабықшасымен қорғалатын күрделі жасуша құрылымымен сипатталады. Сызықтық ДНҚ молекулалары гистон белоктарымен бірге хроматин түзеді, ол полиферменттік кешендердің көмегімен РНҚ белсенді түрде түзеді. Белок синтезі цитоплазмада рибосомаларда жүреді.
Эукариоттық жасушаларда түзілген ядроны интерфаза кезінде көруге болады. Кариоплазмада гетерохроматин мен эухроматин бөлімдерінен тұратын белок омыртқасы (матрица), ядрошықтар және нуклеопротеидтік кешендер бар. Ядроның бұл күйі мембрана мен ядрошықтар жойылып, хромосомалар ықшам таяқша тәрізді пішінге ие болған жасушаның бөлінуі басталғанға дейін сақталады.
Негізгі бөлім
Ядроның негізгі құрамдас бөлігі хроматин оның мағыналық бөлігі болып табылады. Оның функцияларына жасуша немесе ағза туралы генетикалық ақпаратты сақтау, жүзеге асыру және беру кіреді. Хроматиннің тікелей репликацияланатын бөлігі белоктардың құрылымы мен РНҚ-ның әртүрлі түрлері туралы мәліметтерді тасымалдайтын эухроматин болып табылады.
Ядроның қалған бөліктері көмекші функцияларды орындайды, генетикалық ақпараттың жүзеге асуына тиісті жағдайларды қамтамасыз етеді:
- ядролар -рибосомалар үшін рибонуклеин қышқылдарының синтезделу орындарын анықтайтын ядро құрамының тығыздалған аймақтары;
- белок матрицасы хромосомалардың орналасуын және ядроның барлық мазмұнын ұйымдастырады, оның пішінін сақтайды;
- Ядроның жартылай сұйық ішкі ортасы кариоплазма молекулалардың тасымалдануын және әртүрлі биохимиялық процестердің жүруін қамтамасыз етеді;
- Ядроның екі қабатты қабығы, кариолемма, генетикалық материалды қорғайды, күрделі ядролық кеуектер есебінен молекулалар мен молекулалық кешендердің таңдамалы екі жақты өткізгіштігін қамтамасыз етеді.
Хроматин нені білдіреді
Хроматин өз атауын 1880 жылы Флеммингтің жасушаларды бақылаудағы тәжірибелерінің арқасында алды. Өйткені, бекіту және бояу кезінде жасушаның кейбір бөліктері әсіресе жақсы көрінеді («хроматин» «боялған» дегенді білдіреді). Кейінірек бұл компонент өзінің қышқылдық қасиеттеріне байланысты сілтілі бояғыштарды белсенді түрде қабылдайтын белоктары бар ДНҚ-мен ұсынылғаны анықталды.
Боялған хромосомалар фотосуреттегі жасушаның орталық бөлігінде көрініп, метафазалық пластинаны құрайды.
ДНҚ болуының формалары
Эукариоттық организмдердің жасушаларында хроматиннің нуклеопротеиндік кешендері екі күйде болуы мүмкін.
- Жасушаның бөліну процесінде ДНҚ өзінің максималды бұралуына жетеді және митоздық хромосомалармен бейнеленеді. Әрбір жіп жеке хромосоманы құрайды.
- Интерфаза кезінде, жасуша ДНҚ ең конденсацияланған кезде, хроматин біркелкі толтырылады.ядро кеңістігі немесе жарық микроскопында көрінетін шоғырлар түзеді. Мұндай хромоцентрлер ядролық мембрананың жанында жиі анықталады.
Бұл күйлер бір-біріне балама, толық тығыздалған хромосомалар интерфазада сақталмайды.
Эухроматин және гетерохроматин
Интерфазалық хроматин - ықшам пішінін жоғалтқан хромосома. Олардың ілмектері босатылып, ядроның көлемін толтырады. Деконденсация дәрежесі мен хроматиннің функционалдық белсенділігі арасында тікелей байланыс бар.
Оның толықтай «ашылмаған» бөліктері диффузды немесе белсенді хроматин деп аталады. Бояғаннан кейін жарық микроскопында іс жүзінде көрінбейді. Себебі ДНҚ спиралының қалыңдығы небәрі 2 нм. Оның басқа атауы - эухроматин.
Бұл күй ферменттік кешендерді ДНҚ семантикалық фрагменттеріне қол жеткізуді, олардың еркін қосылуын және жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Хабаршы РНҚ құрылымы (транскрипция) диффузиялық аймақтардан РНҚ полимеразалары арқылы оқылады немесе ДНҚ-ның өзі көшіріледі (репликация). Қазіргі уақытта жасушаның синтетикалық белсенділігі неғұрлым жоғары болса, ядродағы эухроматиннің үлесі соғұрлым жоғары болады.
Хроматиннің диффузиялық бөліктері гетерохроматиннің ықшам, әртүрлі бұралған аймақтарымен алмасады. Үлкен тығыздыққа байланысты боялған гетерохроматин фазааралық ядроларда анық көрінеді.
Суретте тығыздалу дәрежесі әртүрлі хроматин көрсетілген:
- 1 - қос тізбекті ДНҚ молекуласы;
- 2 - гистонбелоктар;
- 3 - Гистон кешеніне 1,67 айналым оралған ДНҚ нуклеосома түзеді;
- 4 - соленоид;
- 5 - фазааралық хромосома.
Анықтаманың нәзіктіктері
Эухроматин белгілі бір уақытта синтетикалық процестерге қатыспауы мүмкін. Бұл жағдайда ол уақытша ықшам күйде және гетерохроматинмен қателесуі мүмкін.
Нағыз гетерохроматин, оны конститутивтік деп те атайды, семантикалық жүктемені көтермейді және репликация процесінде ғана конденсацияланады. Бұл орындардағы ДНҚ аминқышқылдарын кодтамайтын қысқа, қайталанатын тізбектерді қамтиды. Митоздық хромосомаларда олар біріншілік тарылу және теломерлік аяқталу аймағында болады. Олар сондай-ақ интеркалярлық (интеркалярлық) фрагменттерді құра отырып, транскрипцияланған ДНҚ бөлімдерін бөледі.
Эухроматин қалай «жұмыс істейді»
Эухроматинде белоктардың құрылымын анықтайтын гендер бар (құрылымдық гендер). Нуклеотидтер тізбегін белокқа декодтау хромосомалардан айырмашылығы ядродан шығуға қабілетті делдал – хабаршы РНҚ көмегімен жүзеге асады.
Транскрипция кезінде РНҚ бос аденил, уридил, цитидил және гуанил нуклеотидтерінен ДНҚ үлгісінде синтезделеді. Транскрипцияны РНҚ-полимераза ферменттік кешені жүзеге асырады.
Кейбір гендер цитоплазмадағы ақуыз синтезі процестерін аяқтау үшін қажетті РНҚ-ның басқа түрлерінің (тасымалдаушы және рибосомалық) ретін анықтайды.амин қышқылдары.
Бір хромосоманың гетерохроматині жиі жақсы белгіленген хромоцентрге жиналады. Оның айналасында деспирализацияланған эухроматин ілмектері бар. Эухроматин функцияларын жүзеге асыру үшін қажетті ДНҚ ядросының, ферменттік кешендердің және бос нуклеотидтердің осындай конфигурациясының арқасында семантикалық бөліктерге оңай сәйкес келеді.
