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什么是染色质?»其定义和含义

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Anonim

染色质是用于产生染色体物质。更详细地说,染色质由DNA,RNA和各种蛋白质组成。它位于组成人类的每个细胞的核中。该物质以超紧凑形式代表大约两米的DNA分子。就其本身而言,细胞核的长度约为5至7微米。

什么是染色质

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根据染色质生物学定义,它是指DNA在细胞核中的呈递方式。它是真核染色体的基本物质,属于在真核细胞相间核中发现的DNA,RNA和蛋白质的结合体,它构成这些细胞的基因组,其功能是使染色体成形,从而整合到细胞核中。蛋白质有两种类型:组蛋白和非组蛋白。

染色质病史

1880年,沃尔特·弗莱明Walther Flemming)发明了这种物质,因为他对染料的热爱而得名,他因此得名。然而,弗莱明的故事是四年后由研究员阿尔布雷希特·科塞尔(Albrecht Kossel)发现的。关于染色质结构测定方面的进展非常稀缺,直到1970年代,由于已经建立的电子显微镜技术可以对染色质纤维进行首次观察,因此这揭示了核小体的存在,核小体是染色质的基本单位,其结构在1997年通过X射线晶体学得到了更明确的描述。

染色质类型

它分为两种类型:常染色质和异染色质。的基本单位组成的染色质是核小体,其是由在约146个碱基对向上长度,其又与一个特定的复合物的核小体8组蛋白相关联。类型如下:

异染色质

  • 它是该物质最紧密的表达,在整个细胞周期中都不会改变其紧实度。
  • 它由高度重复和无活性的DNA序列组成,它们不会复制并形成染色体的着丝粒。
  • 由于其紧密而规则的基因包装,其功能是保护染色体完整性。

由于密度高,可以用深色的光学显微镜进行识别。异染色质分为两组:

本构

它似乎在所有细胞类型中都由重复序列高度浓缩,并且由于不包含遗传信息而无法转录。它们是所有不表达其DNA的染色体的着丝粒和端粒。

可选的

它在不同的细胞类型中有所不同,它仅在某些细胞或特定的细胞发育时期(例如Barr小体)凝结,这是由于可选的异染色质具有可在某些情况和特征下转录的活性区域而形成的。它还包括卫星DNA

常染色质

  • 常染色质是比异染色质保持较少凝聚状态的部分,在细胞周期中分布在整个细胞核中。
  • 它代表其中转录遗传物质的染色质活性形式。其较少的凝聚状态和动态变化的能力使转录成为可能。
  • 并非全部都被转录,但是,其余的通常会转化为异染色质,从而压缩和保护遗传信息。
  • 它的结构类似于一条珍珠项链,每条珍珠代表一个由八种称为组蛋白的蛋白质组成的核小体,在它们周围有成对的DNA。
  • 与异染色质不同,常染色质的紧实度很低,足以允许获得遗传物质。
  • 实验室测试中,这可以用光学显微镜来识别,因为它的结构更加分离并且充满了浅色。
  • 原核细胞中,它是染色质的唯一形式,这可能是由于异染色质的结构在多年后进化的事实所致。

染色质的作用和重要性

它的功能是提供细胞器进行蛋白质合成和转录所必需的遗传信息。它们还传递和保存DNA中包含的遗传信息,从而在细胞繁殖中复制DNA

此外,这种物质也存在于动物界。例如,在动物细胞染色质中,性染色质在界面核中以染色质的浓缩形式形成,它代表一个灭活的X染色体,其数量超过了哺乳动物细胞核中的第一。这也被称为巴尔的小球。

这在基因表达中起着基本的调节作用。压实的不同状态可能与在这些区域中发现的基因所表现出的转录程度有关(尽管不是很明确)。染色质强烈抑制转录,因为DNA与不同蛋白质的结合使不同RNA聚合酶的加工复杂化。因此,存在多种染色质重塑和组蛋白修饰机器。

当前存在所谓的“组蛋白代码”。不同的组蛋白可以经历翻译后修饰,例如甲基化,乙酰化,磷酸化,通常在赖氨酸或精氨酸残基处施用。乙酰化与转录的激活有关,因为当赖氨酸被乙酰化时,组蛋白的整体正电荷减少,因此它对DNA(带负电荷)的亲和力较低。

因此,DNA的结合较少,从而允许转录机制进行访问。相反,甲基化与转录抑制和更强的DNA-组蛋白结合有关(尽管并非总是如此)。例如,在酵母粟酒裂殖酵母中,组蛋白3赖氨酸残基9处的甲基化与异染色质中转录的抑制有关,而赖氨酸残基4处的甲基化则促进基因表达。

进行组蛋白修饰功能的酶是组蛋白乙酰化酶和脱乙酰基酶,以及组蛋白甲基化酶和脱甲基酶,它们形成不同的家族,其成员负责修饰组蛋白长尾巴中的特定残基。

除组蛋白修饰外,还有染色质重塑机器(例如SAGA)负责重定位核小体,方法是将其置换,旋转或什至部分解除其武装,除去一些核小体组成的组蛋白,然后将其返回。通常,染色质重塑机器对于真核生物的转录过程是必不可少的,因为它们允许聚合酶的进入和加工性。

在属于CpG二核苷酸的胞嘧啶中,将染色质标记为“无活性”的另一种方法可以发生在DNA甲基化的水平。通常,DNA和染色质甲基化是协同过程,因为,例如,当DNA甲基化时,存在组蛋白甲基化酶可以识别甲基化的胞嘧啶和甲基化的组蛋白。同样,使DNA甲基化的酶可以识别甲基化的组蛋白,因此可以在DNA水平上继续甲基化。

关于染色质的常见问题

染色质的特征是什么?

它的特征是所含蛋白质几乎是遗传物质的两倍。该复合物中最重要的蛋白质是组蛋白,它是小的带正电荷的蛋白质,可通过静电相互作用与DNA结合。同样,染色质具有一千多种不同的组蛋白。染色质的基本单位是核小体,它由组蛋白和DNA的结合组成。

染色质如何组成?

它由称为组蛋白的蛋白质(由精氨酸和赖氨酸形成的基本蛋白质)与DNA和RNA的组合组成,其功能是使染色体成形,使其整合到细胞核中。

染色质的结构是什么?

染色质的超微结构基于:组蛋白,形成核小体(8个组蛋白+ 1个200个碱基对的DNA纤维)。每个核小体与不同类型的组蛋白H1缔合,形成浓缩的染色质。

染色质和染色体有什么区别?

至于染色质,它是细胞核的基本物质,其化学组成就是不同程度的缩合的DNA链。

另一方面,染色体是细胞内包含遗传信息的结构,每个染色体由与RNA和蛋白质相关的DNA分子组成。

染色质是干什么的?

它负责优化DNA复制,转录和修复的过程,其中包含遗传信息和细胞核内发现的蛋白质。