Euchromatin je aktivní chromatin. Struktura a funkce euchromatinu

Jádro v eukaryotické buňce je ústřední organelle, na které závisí životně důležitá aktivita a syntetické procesy. Významnou částí obsahu jádra jsou molekuly filamentózní DNA s různým stupněm zhutnění v kombinaci s bílkovinami. Jedná se o euchromatin (dekoncentrovaná DNA) a heterochromatin (hustě zabalené části DNA).

V životě buňky hraje důležitou roli euchromatin. Z něj je přečtena "instrukce" pro montáž ribonukleové kyseliny (RNA), který se stává základem pro syntézu polypeptidových molekul.

Má každý jádro?

Všechny živé bytosti, od nejmenších až po obry, mají genetickou informaci ve formě deoxyribonukleové kyseliny. Existují dvě zásadně odlišné formy reprezentace v buňkách:

1. Prokaryotické organismy (před jaderné) nemají oddělené buňky. Uchovávání jejich DNA s jedním kruhem, které není spojené s bílkovinami, je jen místo cytoplazmy nazývané nukleoid. Reakce nukleové kyseliny a syntéza proteinů prochází prokaryotem v jediném buňce. Nevidíme je s pouhým okem, protože zástupci této skupiny organismů jsou mikroskopické, až do velikosti 3 mikronů, bakterie.
2. Eukaryotické organismy jsou charakterizovány složitější buněčnou strukturou, kde dědičné informace chráněné dvojitou jádrovou membránou. Lineární molekuly DNA spolu s histonovými proteiny tvoří chromatin, který aktivně produkuje RNA pomocí polyenzymových komplexů. Syntéza proteinu se vyskytuje v cytoplazmě na ribozómech.

Tvorba jádro v eukaryotických buňkách je možné vidět v průběhu interfáze. V karyoplasm obsahuje protein kostry (matrice), jadérka a z komplexů tvořené částí heterochromatin a euchromatinu. Tento stav trvá až do jádra počáteční buněčné dělení, když se plášť a jadérka mizí a chromozomu získání tyčovitý kompaktní.

Jádro v jádře

Hlavní složkou obsahu jádra, chromatinu, je jeho sémantická část. Jeho funkce zahrnují ukládání, implementaci a přenos genetických informací o buňce nebo organismu. Přímo replikovatelnou částí chromatinu je euchromatin, který nese údaje o struktuře proteinů a různých typech RNA.

Zbývající části jádra vykonávají pomocné funkce a poskytují vhodné podmínky pro implementaci genetické informace:

• nukleoly - kondenzované oblasti jaderného obsahu, stanovení míst syntézy ribonukleových kyselin pro ribosomy;
• proteinová matrice uspořádá uspořádání chromozomů a veškerý obsah jádra, zachovává svůj tvar;
• polotekuté vnitřní jádro prostředí, karyoplasmus, zajišťuje transport molekul a tok různých biochemických procesů;
• dvouvrstvá skořápka jádra, karyolemma, chrání genetický materiál, zajišťuje selektivní obousměrné vedení molekul a molekulárních komplexů způsobených komplikovanými jadernými póry.

Co je chromatin?

Jeho název chromatin byl získán v roce 1880 kvůli Flemmingově pokusům o pozorování buněk. Faktem je, že během fixace a barvení se některé části buňky zvláště dobře projevují ("chromatin" znamená "obarvený"). Později bylo zjištěno, že tato složka je reprezentována DNA s bílkovinami, které vzhledem ke svým kyselinovým vlastnostem aktivně vnímají alkalické barviva.

V centrální části buňky jsou na fotografii vidět barevné chromozomy, které tvoří metafázi.

Formy existence DNA

V buňkách eukaryotických organismů mohou být nukleoproteinové komplexy chromatinu ve dvou stavech.

1. Při procesu dělení buňky dosahuje DNA maximální torzi a je reprezentována mitotickými chromozomy. Každý z nich tvoří samostatný chromozom.
2. Během interfázové periody, kdy je DNA buněk nejvíce dekoncentrovaná, chromatin rovnoměrně vyplňuje jádrový prostor nebo tvoří sraženiny viditelné ve světelném mikroskopu. Taková chromická centra jsou častěji detekována v blízkosti jaderné membrány.

Tyto stavy jsou vzájemně alternativní, v mezifázi se nezachovávají zcela kompaktní chromozomy.

Euchromatin a heterochromatin

Interfázový chromatin je chromozom, který ztratil svou kompaktní formu. Jejich smyčky se uvolňují a plní objem jádra. Existuje přímý vztah mezi stupněm dekondenzace a funkční aktivitou chromatinu.

Jeho úseky, zcela "rozvinuté", se nazývají difuzní nebo aktivní chromatin. Není prakticky viditelný ve světelném mikroskopu po barvení. Vysvětluje to skutečnost, že tloušťka spirály DNA je pouze 2 nm. Jeho další jméno je euchromatin.

Tento stav poskytuje přístup k enzymovým komplexům k smyslovým fragmentům DNA, jejich volnému uchycení a fungování. Z difuzních oblastí se struktura informačních RNA (transkripce) čte RNA polymerázami nebo se replikuje samotná DNA (replikace). Čím vyšší je syntetická aktivita buňky v daném okamžiku, tím větší je podíl euchromatinu v jádře.

Difúzní oblasti chromatinu se střídají s kompaktními, zkroucenými různými stupni heterochromatinových zón. Vzhledem k vyšší hustotě je barevný heterochromatin jasně viditelný v mezifázových jádrech.

Na obrázku je zobrazen chromatin různých stupňů kompaktizace:

• 1 - dvouřetězcová molekula DNA;
• 2 - histonové proteiny;
• 3 - DNA obalená kolem histonového komplexu při 1,67 otáčích tvoří nukleosom;
• 4 - solenoid;
• 5 - interfázový chromozom.

Definujte jemnosti

Euchromatin v určitém čase nemusí být zapojen do syntetických procesů. V tomto případě je dočasně v kompaktnějším stavu a může být použit pro heterochromatin.

Současný heterochromatin, který se také nazývá konstitutivní, nese sémantickou zátěž a decondensuje pouze v procesu replikace. DNA v těchto místech obsahuje krátké opakující se sekvence, které nekódují aminokyseliny. V mitotických chromozomech se nacházejí v oblasti primárních konstrikcí a telomerických konců. Rozdělují také části DNA TENSCRIBLE, tvořící mezikalární fragmenty.

Jak působí euchromatin?

Složení euchromatinu zahrnuje geny, které nakonec určují strukturu proteinů (strukturní geny). Dekodace nukleotidové sekvence do proteinu probíhá pomocí prostředníka, který na rozdíl od chromozomů může opustit jádro - informační RNA.

V procesu transkripce je RNA syntetizována na matrici DNA z volných adenylových, uridylových, cytidylových a guanylových nukleotidů. Transcripce se provádí enzymatickou komplexní RNA polymerázou.

Některé geny určují sekvenci jiných typů RNA (transport a ribosomální) potřebných k dokončení cytoplazmy procesů syntézy bílkovin z aminokyselin.

Heterochromatin jediného chromozomu se často shromažďuje v dobře označeném chromocenu. Kolem toho jsou smyčky despiralizované euchromatiny. Kvůli této konfiguraci DNA jádra jsou enzymové komplexy a volné nukleotidy nezbytné pro realizaci euchromatinových funkcí snadno použitelné pro smyslové části.