Эукариот эсийн цөм нь амин чухал үйл ажиллагаа, нийлэг үйл явцаас хамаардаг төв эрхтэн юм. Цөмийн агууламжийн нэлээд хэсгийг уурагтай хослуулан янз бүрийн нягтаршилтай судалтай ДНХ молекулууд төлөөлдөг. Эдгээр нь эухроматин (деконденсацсан ДНХ) ба гетерохроматин (ДНХ-ийн нягт савласан хэсгүүд) юм.
Эухроматин нь эсийн амьдралд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нь полипептидийн молекулуудын нийлэгжилтийн үндэс болох рибонуклеины хүчил (РНХ)-ийн угсралтын "заавар"-ыг уншдаг.
Хүн болгонд цөм байдаг уу?
Жижигээс аврага хүртэл бүх амьд биетүүд генетикийн мэдээллээр дезоксирибонуклеины хүчил хэлбэрээр хангагддаг. Үүнийг нүдэнд дүрслэх үндсэн хоёр хэлбэр байдаг:
- Прокариот организм (цөмийн өмнөх) нь тасалгаагүй эстэй байдаг. Тэдний цорын ганц уурагтай холбоогүй дугуй хэлбэртэй ДНХ-ийн агуулах нь зүгээр л нэг нөхөөс юмцитоплазмыг нуклеоид гэж нэрлэдэг. Нуклейн хүчлийн репликаци ба уургийн нийлэгжилт нь нэг эсийн орон зайд прокариотуудад явагддаг. Энэ бүлгийн организмын төлөөлөгчид нь бичил харуур, 3 микрон хүртэл хэмжээтэй бактери байдаг тул бид тэдгээрийг энгийн нүдээр харахгүй.
- Эукариот организмууд нь эсийн илүү нарийн бүтэцтэй байдаг ба удамшлын мэдээлэл нь цөмийн давхар мембранаар хамгаалагдсан байдаг. Шугаман ДНХ молекулууд нь гистоны уургуудтай хамт хроматин үүсгэдэг бөгөөд энэ нь полиферментийн цогцолборуудын тусламжтайгаар РНХ-ийг идэвхтэй үүсгэдэг. Уургийн нийлэгжилт нь рибосомын цитоплазмд явагддаг.
Эукариот эсэд үүссэн цөмийг интерфазын үед харж болно. Кариоплазм нь гетерохроматин ба эухроматины хэсгүүдээс бүрдсэн уургийн нуруу (матриц), нуклеоли ба нуклеопротеины цогцолборыг агуулдаг. Цөмийн энэ байдал нь эсийн хуваагдал эхлэх хүртэл, мембран, цөм алга болж, хромосомууд нь саваа шиг авсаархан хэлбэрийг олж авах хүртэл үргэлжилнэ.
Үндсэн хэсэг
Цөмийн агууламжийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох хроматин нь түүний утгын хэсэг юм. Үүний үүрэг нь эс эсвэл организмын талаархи генетикийн мэдээллийг хадгалах, хэрэгжүүлэх, дамжуулах явдал юм. Хроматины шууд хуулбарласан хэсэг нь уураг болон янз бүрийн төрлийн РНХ-ийн бүтцийн талаарх мэдээллийг агуулсан эухроматин юм.
Цөмийн үлдсэн хэсгүүд нь туслах функцийг гүйцэтгэдэг бөгөөд генетикийн мэдээллийг хэрэгжүүлэх зохих нөхцлийг бүрдүүлдэг:
- нуклеоли -рибосомын рибонуклеин хүчлийн нийлэгжилтийн газрыг тодорхойлдог цөмийн агуулгын нягтруулсан хэсгүүд;
- уураг матриц нь хромосомын зохион байгуулалт, цөмийн бүх агуулгыг зохион байгуулж, хэлбэр дүрсээ хадгалдаг;
- Цөмийн хагас шингэн дотоод орчин, кариоплазм нь молекулуудын тээвэрлэлт, янз бүрийн биохимийн процессуудын урсгалыг хангадаг;
- Цөмийн хоёр давхаргат бүрхүүл болох кариолемма нь удамшлын материалыг хамгаалж, нарийн төвөгтэй цөмийн нүхний улмаас молекул ба молекулын цогцолборыг сонгон хоёр талт дамжуулалтыг хангадаг.
Хроматин гэж юу гэсэн үг
Хроматин нь 1880 онд Флеммингийн эсийг ажиглах туршилтын ачаар нэрээ авсан. Баримт нь бэхлэх, будах үед эсийн зарим хэсэг нь ялангуяа сайн илэрдэг ("хроматин" нь "будагдсан" гэсэн үг). Хожим нь энэ бүрэлдэхүүн хэсэг нь хүчиллэг шинж чанараараа шүлтлэг будгийг идэвхтэй хүлээн авдаг уураг бүхий ДНХ-ээр төлөөлдөг болох нь тогтоогдсон.
Зураг дээрх эсийн төв хэсэгт будагдсан хромосомууд харагдаж, метафазын хавтан үүсгэдэг.
ДНХ-ийн оршин тогтнох хэлбэрүүд
Эукариот организмын эсүүдэд хроматины нуклеопротейн цогцолборууд хоёр төлөвт байж болно.
- Эс хуваагдах явцад ДНХ хамгийн их эргэлтэндээ хүрч, митоз хромосомоор төлөөлдөг. Утас бүр нь тусдаа хромосом үүсгэдэг.
- Интерфазын үед эсийн ДНХ хамгийн их задрах үед хроматин жигд дүүрдэг.цөмийн орон зай буюу гэрлийн микроскопоор харагдах бөөгнөрөл үүсгэдэг. Ийм хромоцентр нь цөмийн мембраны ойролцоо илэрдэг.
Эдгээр төлөв нь бие биенээсээ альтернатив, бүрэн нягтаршсан хромосомууд интерфазад хадгалагдаагүй.
Еухроматин ба гетерохроматин
Интерфазын хроматин нь авсаархан хэлбэрээ алдсан хромосом юм. Тэдний гогцоо нь суларч, цөмийн эзэлхүүнийг дүүргэдэг. Деконденсацийн зэрэг ба хроматины үйл ажиллагааны хооронд шууд хамаарал бий.
Түүний бүрэн "залагдсан" хэсгүүдийг сарнисан эсвэл идэвхтэй хроматин гэж нэрлэдэг. Энэ нь будсаны дараа гэрлийн микроскопоор бараг харагдахгүй. Учир нь ДНХ-ийн мушгиа ердөө 2 нм зузаантай байдаг. Түүний өөр нэр нь эухроматин.
Энэ төлөв нь ферментийн нэгдлүүдийг семантик ДНХ-ийн хэлтэрхийд нэвтрэх, тэдгээрийн чөлөөтэй бэхлэх, ажиллуулах боломжийг олгодог. Элч РНХ-ийн бүтцийг (транскрипт) сарнисан бүс нутгаас РНХ полимеразууд уншдаг, эсвэл ДНХ өөрөө хуулбарлагддаг (репликаци). Одоогийн байдлаар эсийн синтетик идэвхжил өндөр байх тусам цөм дэх эухроматины эзлэх хувь их байх болно.
Хроматины сарнисан хэсгүүд нь гетерохроматины нягт, өөр өөр эрчилсэн бүсүүдээр солигдоно. Илүү нягтралтай тул будагдсан гетерохроматин нь фазын хоорондын цөмд тод харагдаж байна.
Зурагт янз бүрийн нягтралтай хроматиныг харуулж байна:
- 1 - давхар хэлхээтэй ДНХ молекул;
- 2 - гистонуураг;
- 3 - Гистоны цогцолборыг 1.67 эргэлтээр ороосон ДНХ нуклеосом үүсгэдэг;
- 4 - соленоид;
- 5 - фазын хромосом.
Тодорхойлолтын нарийн тал
Еухроматин нь тодорхой хугацаанд синтетик процесст оролцохгүй байж болно. Энэ тохиолдолд түр зуур илүү нягт төлөвт байгаа бөгөөд гетерохроматин гэж андуурч болно.
Жинхэнэ гетерохроматин нь түүнийг үүсгэгч гэж нэрлэдэг бөгөөд семантик ачааллыг даахгүй бөгөөд зөвхөн хуулбарлах явцад деконденсаци үүсгэдэг. Эдгээр байршлын ДНХ нь амин хүчлийг кодлодоггүй богино, давтагдах дарааллыг агуулдаг. Митозын хромосомын хувьд тэдгээр нь анхдагч нарийсалт ба теломер төгсгөлийн бүсэд байдаг. Тэд мөн хуулбарласан ДНХ-ийн хэсгүүдийг салгаж, интеркаляр (интеркаляр) фрагментүүдийг үүсгэдэг.
Еухроматин хэрхэн "ажилладаг"
Эухроматин нь уургийн бүтцийг (бүтцийн ген) тодорхойлдог генийг агуулдаг. Нуклеотидын дарааллыг уураг болгон задлах нь хромосомоос ялгаатай нь цөмийг орхих чадвартай зуучлагч - элч РНХ-ийн тусламжтайгаар явагддаг.
Транскрипцийн явцад РНХ нь чөлөөт аденил, уридил, цитидил, гуанил нуклеотидуудаас ДНХ-ийн загварт нийлэгждэг. Транскрипцийг РНХ полимераза ферментийн цогцолбор гүйцэтгэдэг.
Зарим генүүд нь цитоплазм дахь уургийн нийлэгжилтийн үйл явцыг дуусгахад шаардлагатай бусад төрлийн РНХ-ийн (тээврийн болон рибосомын) дарааллыг тодорхойлдог.амин хүчил.
Нэг хромосомын гетерохроматин нь ихэвчлэн сайн тэмдэглэгдсэн хромоцентрт нэгддэг. Түүний эргэн тойронд цөхрөнгөө барсан эухроматины гогцоонууд байдаг. Цөм ДНХ-ийн ийм тохиргооны ачаар эухроматины функцийг хэрэгжүүлэхэд шаардлагатай ферментийн цогцолборууд болон чөлөөт нуклеотидууд нь семантик хэсгүүдэд амархан нийцдэг.
