§ 80. Структурна організація хроматину

Поміркуйте

Чому щільність пакування різних ділянок хроматину може бути різною?

Згадайте

Будова молекули ДНК

Білки

Хромосоми

Інтерфазний хроматин

Молекули ДНК в інтерфазному ядрі під світловим мікроскопом виглядають як безструктурне переплетіння ниток, що називають хроматином. Хроматин являє собою комплекс ДНК і білків. Білки хроматину виконують структурну й регуляторну функції. Структурні білки підтримують тривимірну структуру молекули ДНК, стабілізують її та захищають від пошкоджень. Регуляторні білки регулюють активність генів.

Нитки ДНК у хроматині певним чином упаковані. Розрізняють більш щільні (гетерохроматин) і менш щільні (еухроматин) ділянки хроматину, що мають різну функціональну активність (мал. 80.1).

Мал. 80.1. Еухроматин і гетерохроматин

Нуклеосоми

Елементарною одиницею упаковки хроматину є нуклеосома. Нуклеосома є дископодібною частинкою, що складається з білків гістонів, навколо якої обмотана двоспіральна ДНК (мал. 80.2).

Мал. 80.2. Нуклеосомне укладання ДНК

Характеристики нуклеосом

До складу нуклеосоми входить чотири пари гістонових білків Н2А, Н2В, Н3 і Н4 (всього вісім білків).

Діаметр нуклеосомного диска становить 11 нм, а його товщина — 5,5 нм.

ДНК робить 1,67 оберта (147 пар нуклеотидів) навколо нуклеосомного ядра.

Нуклеосоми розташовані уздовж молекули ДНК на відстані 10—20 нм одна від одної.

Ділянка ДНК між нуклеосомами називається лінкерною ДНК і становить 10—100 пар нуклеотидів.

З лінкерною ДНК між двома сусідніми нуклеосомами зв’язується гістон Н1.

Дізнайтеся більше

За допомогою FISH-технології, що дозволяє фарбувати кожну хромосому в окремий колір, учені дізналися, що в інтерфазному ядрі хромосоми розташовані не хаотично, а займають певне місце і мають конкретне оточення. Порушення цього порядку спостерігається в разі хромосомних патологій.

Структурні зміни хроматину в клітинному циклі

Перед поділом клітини хроматин конденсується — ДНК скручується і за участю спеціальних білків спаковується в компактні структури — хромосоми. Щільна упаковка ДНК у хромосомах перешкоджає розривам ниток ДНК у процесі поділу клітини. Існує декілька рівнів конденсації хроматину (мал. 80.3). Білки хроматину поділяються на основні й кислі. Основні білки представлені гістонами, які забезпечують просторове укладання ДНК. Кислі білки хроматину переважно є регуляторними білками або ферментами, що беруть участь у метаболізмі нуклеїнових кислот.

Мал. 80.3. Структурна організація ДНК на різних стадіях клітинного циклу (рівні конденсації хроматину)

Ключова ідея

Перед поділом клітини хроматин упаковується в компактні структури — хромосоми. Щільна упаковка перешкоджає розривам ниток ДНК у процесі поділу. Елементарною одиницею упаковки хроматину є нуклеосома.

Практична робота

Вивчення будови хромосом на постійному препараті гігантських хромосом мотиля

1. Розгляньте за збільшення мікроскопа 64х постійний мікропрепарат слинних залоз мотиля й знайдіть на них клітини, потім — ядра клітин.

2. Розгляньте ядра за збільшення мікроскопа 160х. Знайдіть у них велетенські хромосоми, які схожі на посмуговані лінії зі «здуттями» та прозору каріоплазму.

3. Замалюйте знайдені хромосоми й підпишіть їхні частини.

4. Сформулюйте висновок.

Запитання та завдання

1. Яке значення для функціонування геному мають різні рівні укладання ДНК? 2. У скільки разів зменшуються лінійні розміри хромосом за максимальної компактизації хроматину (порівняно з подвійною спіраллю ДНК)?

скачать dle 11.0фильмы бесплатно