Хромосома и хроматин: что это и чем они отличаются?

Что является веществом наследственности

В данной работе мы изучаем хроматин, строение и функции которого напрямую зависят от организации молекул нуклеиновых кислот. Швейцарским ученым Мишером в 1869 году в ядрах клеток иммунной системы были обнаружены соединения, проявляющие свойства кислот, названные им сначала нуклеином, а затем нуклеиновыми кислотами. С точки зрения химии, это высокомолекулярные соединения – полимеры. Их мономерами являются нуклеотиды, имеющие следующее строение: пуриновое или пиримидиновое основание, пентоза и остаток Ученые установили, что в клетках могут присутствовать два вида и РНК. Они входят в комплекс с белками и образуют вещество хромосом. Так же как и белки, нуклеиновые кислоты имеют несколько уровней пространственной организации.

В 1953 году лауреатами Нобелевской премии Уотсоном и Криком было расшифровано строение ДНК. Она представляет собой молекулу, состоящую из двух цепей, соединенных между собой водородными связями, возникающими между азотистыми основаниями по принципу комплементарности (напротив аденина располагается тиминовое основание, напротив цитозина – гуаниновое). Хроматин, строение и функции которого мы изучаем, содержит молекулы дезоксирибонуклеиновой и рибонуклеиновой кислоты различной конфигурации. На этом вопросе мы остановимся более подробно в разделе «Уровни организации хроматина».

Функции

Хроматин выполняет несколько важных функций в клетке. Вот некоторые из них:

Упаковка ДНК: обеспечивает упаковку и организацию длинной молекулы ДНК внутри ядра клетки. ДНК сворачивается вокруг гистонов, формируя нуклеосомы, а затем организуется в более плотные структуры, называемые хромосомами. Упаковка ДНК в хромосомы позволяет эффективно уместить геном внутри ядра клетки.
Регуляция генной экспрессии: играет ключевую роль в регуляции генной экспрессии, то есть в том, какие гены активны или подавлены в определенных типах клеток или в определенные моменты времени. Упаковка хроматина в гетерохроматин может подавлять экспрессию генов, делая их недоступными для транскрипции. Наоборот, разворачивание хроматина, особенно в эухроматин, может сделать гены доступными для активации и экспрессии.
Защита ДНК: служит защитной оболочкой для ДНК, помогая предотвратить ее повреждение. Упаковка ДНК внутри хроматина помогает защитить ее от воздействия окружающей среды и потенциально вредных факторов, таких как радиация и химические вещества.
Репликация и ремонт ДНК: во время клеточного деления и репликации ДНК хроматин динамически изменяется, чтобы обеспечить доступность и позволить ферментам, ответственным за репликацию и ремонт ДНК, свободный доступ к соответствующим участкам генома. Хроматинные модификации и структурные изменения способствуют точному копированию ДНК и исправлению повреждений.
Регуляция развития и дифференциации клеток: хроматин играет важную роль в процессе развития и дифференциации клеток. Разные типы клеток имеют различные паттерны хроматинной организации и уровни генной экспрессии, что определяет их специфические функции и характеристики.

В целом, хроматин является ключевым компонентом ядра клетки, который обеспечивает упаковку, организацию и регуляцию генома. Это позволяет клеткам эффективно управлять генной экспрессией, обеспечивать структурную целостность ДНК и поддерживать разнообразные клеточные процессы.

Что такое хроматин?

Хроматин – это генетический материал, присутствующий в ядре эукариотической клетки. Белок, ДНК и РНК являются корнями в формировании хроматина. Ниже перечислены два типа хроматина.

Эухроматин – это менее конденсированный тип хроматина, который легко транскрибируется. Эухроматин составляет 92% генома человека. Под оптическим микроскопом это кажется светлым пятном. Отмечено, что эухроматин имеет структуру развернутого набора бусинок на нитке. Как указано выше, эухроматин играет активную роль в транскрипции генетической информации посредством процесса, связываясь с последовательностью ДНК и помогает в процессе репликации ДНК.

Гетерохроматин

Гетерохроматин – это тип хроматина, который сильно конденсирован, поэтому не может быть использован в процессе транскрипции генетической информации. Гетерохроматин плотно упакован и окрашен в темный цвет по сравнению с эухроматином, который в равной степени противоположен этому термину. Из вышеупомянутой информации мы знаем, что эухроматин составляет 92% генома человека, а остальная часть состоит из гетерохроматина.

Если говорить о структуре гетерохроматина, то это 30-нм волокно, свернутое в виде спирали, диаметром 30 нм. Тот факт, что он сильно окрашен и плотно упакован, делает его подходящим для наблюдения в оптический микроскоп. Гетерохроматин также может быть конденсирован дальше в метафазные хромосомы и активные хромосомы. Гетерохроматин бывает двух типов. Первый – конститутивный, второй – факультативный.

Связь хроматина с фракциями ДНК

Фракции ДНК — это различные подмножества или компоненты ДНК, которые могут быть выделены и изолированы для дальнейшего анализа.

Одной из основных фракций ДНК, выделяемой из хроматина, является геномная ДНК. Она представляет собой полную последовательность ДНК организма и содержит информацию обо всех генах и негенных участках.

Кроме геномной ДНК существуют другие фракции, которые связаны с различными аспектами структуры хроматина и его функций. Например:

Интергеномная ДНК: это участки ДНК, которые расположены между генами. Они не кодируют прямо функциональные белки, но могут содержать регуляторные элементы, такие как промоторы, энхансеры и силосы.
Транскрипционно активная ДНК: эта фракция относится к участкам хроматина, которые активно транскрибируются в РНК. Она включает транскрибируемые гены и их регуляторные участки.
Гетерохроматин: это плотно упакованная форма хроматина, которая обычно не транскрибируется. Гетерохроматин может быть разделен на две фракции: конститутивный гетерохроматин, который составляет постоянную часть хромосом, и факультативный гетерохроматин, который может менять свою структуру и активность в различных типах клеток.

Выделение и изучение этих фракций ДНК позволяет углубленно исследовать структуру и функцию хроматина, а также механизмы генной регуляции и эпигенетические изменения, которые могут влиять на активность генов.

Что такое хроматин

Основные компоненты хроматина – это ДНК и белки гистоны. ДНК представлена в виде спиральной двухспиральной структуры, называемой нуклеосомой. Вокруг нуклеосомы образуется нить хроматина, которая в последующем уплотняется и формирует хромосому.

Хроматин может находиться в двух состояниях: гетерохроматине и еухроматине. Гетерохроматин имеет более плотную структуру и содержит менее активные гены, в то время как еухроматин имеет более рыхлую структуру и содержит активные гены.

Одна из главных функций хроматина – это регуляция экспрессии генов. Хроматинные модификации, такие как метилирование ДНК или модификация гистонов, могут влиять на доступность генетической информации и управлять активностью генов в клетке.

В отличие от хромосом, хроматин является более динамичной структурой. Он может изменять свою конфигурацию в зависимости от потребностей клетки, что обеспечивает гибкость в регуляции генной активности.

Таким образом, хроматин играет важную роль в поддержании геномной стабильности и регуляции генной активности в клетке. Он является основой для образования хромосом и обеспечивает правильную организацию и упаковку генетической информации.

Определение хроматина

Хроматин играет ключевую роль в регуляции генной активности, контроле транскрипции генов и поддержании стабильной структуры хромосом. Он может существовать в двух основных состояниях: конденсированном и расслабленном. В конденсированном состоянии хроматин плотно упакован и недоступен для активации генов, в то время как в расслабленном состоянии хроматин более доступен для транскрипции генов.

Хроматин может быть видимым при использовании специальных методов окрашивания, таких как окрашивание ЖИФ или окрашивание ДНК с применением флуоресцентных красителей. Такие методы позволяют визуализировать и изучать структуру хроматина под микроскопом.

Особенности хроматина:

Состоит из ДНК, белков и РНК

Упаковывает генетическую информацию в клетке

Регулирует генную активность и транскрипцию генов

Может существовать в конденсированном и расслабленном состояниях

Визуализируется методами окрашивания и микроскопии

Хроматин является важным элементом клеточной биологии и молекулярной генетики, и его изучение позволяет лучше понять структуру и функцию генов.

Структура хроматина

Нуклеосомы: самый первый уровень упаковки ДНК. Они состоят из октамера гистонов и ДНК, которая запутывается вокруг гистонов, образуя петлю.
Соленоидальные волокна: нуклеосомы скручиваются в спиральные структуры, называемые соленоидами. Это позволяет упаковывать большое количество ДНК в более компактную форму.
Лопасти и петли: соленоидальные волокна сгибаются и формируют выступы, называемые лопастями, и петли. Это создает более высокий уровень упаковки ДНК.
Хромосомы: наиболее компактная форма хроматина, которая образуется перед делением клетки. Хромосомы состоят из двух сестринских хроматид, связанных центромерой.

Структура хроматина позволяет организовать и защитить генетическую информацию в клетке. Она также обеспечивает регуляцию доступа к генам и участвует в регуляции генной экспрессии.

Функции хроматина

Основные функции хроматина:

Упаковка ДНК. Хроматин обеспечивает плотную и организованную упаковку ДНК внутри ядра клетки. Это позволяет существенно сократить объем генетической информации и удерживать ее в неповрежденном состоянии.
Регуляция генной активности. Хроматин выполняет ключевую роль в регуляции экспрессии генов. Модификация хроматина, такая как химические изменения белковых компонентов или упаковка ДНК в определенные структуры, может активировать или подавлять гены, что контролирует их производство РНК и синтез белков.
Участие в репликации и ремонте ДНК. Хроматин обеспечивает правильную организацию ДНК во время процессов репликации и ремонта, что позволяет клеткам поддерживать свою генетическую стабильность.
Вовлечение в клеточный деление. Хроматин участвует в процессе деления клеток, обеспечивая правильное распределение хромосом на дочерние клетки. Он также помогает в формировании и стабилизации деления на одной ядерной мембране.
Влияние на эпигенетические процессы. Хроматин играет важную роль в эпигенетических процессах, не изменяя последовательность ДНК, но влияя на активацию или подавление генов в определенных клетках или тканях.

В целом, хроматин является неотъемлемой частью клеточного функционирования и играет решающую роль в передаче и регуляции генетической информации в клетках организма.

Химический состав хроматина

Главный компонент хроматина — ДНК. ДНК представляет собой двунитчатую структуру, состоящую из нуклеотидов. Нуклеотиды включают в себя сахарозу (дезоксирибозу), фосфат и одну из четырех азотистых оснований: аденин (A), тимин (T), гуанин (G) и цитозин (C). Последовательность этих оснований определяет нашу генетическую информацию.

Кроме ДНК, в хроматине также присутствуют белки, которые связываются с ДНК и помогают в ее упаковке и организации. Одним из главных белков хроматина является гистон. Гистоны образуют основу для образования нуклеосом — структурных единиц хроматина. Нуклеосомы состоят из около 146 пар нуклеотидов ДНК, которые образуют спираль вокруг гистонового ядра.

Химический состав хроматина может меняться в зависимости от функций клетки и ее состояния. Например, в активно работающих генах хроматин может быть более доступным для процессов транскрипции, а внеактивных генах — более плотным и недоступным. Эти изменения в структуре хроматина могут быть обратимыми и являются важными для регуляции генной активности.

Хроматин состоит преимущественно из ДНК и белков;
Основной компонент хроматина — ДНК — представляет собой двунитчатую структуру, состоящую из нуклеотидов;
Белки хроматина, такие как гистоны, помогают в упаковке ДНК и образуют нуклеосомы;
Химический состав хроматина может меняться в зависимости от функционального состояния клетки.

Понятие хромосомы и хроматина

Хромосомой принято называть элемент, входящий в состав ядра клетки. Хромосома участвует в формировании структуры ядра. Это хранилище ДНК, а значит и информации наследственного типа об организме в целом. Линейный порядок расположения генов характеризует хромосомы. Хромосому формируют хроматиды. Хроматиды представлены при этом парой продольных субЪединиц. Каждая из входящих в обозначенную пару хроматид по своему строению и структуре абсолютно аналогична другой хроматиде. Основу хроматиды составляет молекула ДНК, представленная в единичном экземпляре. Теломеры выступают конечными участками хроматид.

Хромосомы

Хроматин является веществом, входящим в состав хромосомы. Его можно выделить из ядер клеток растений или животных. Для хроматина характерна способность интенсивно окрашиваться ядерными красителями. Когда клетка начинает делиться, хроматин претерпевает процесс формирования в различимые структуры определённого типа, находящиеся в составе хромосом.

Взаимодействие хромосом и хроматина с другими составляющими ядра

Хромосомы и хроматин играют важную роль в ядре клетки, обеспечивая упорядочение и хранение генетической информации. Однако, они не функционируют в изоляции, а взаимодействуют с другими компонентами ядра, что позволяет клетке регулировать транскрипцию и репликацию ДНК.

Ключевым игроком во взаимодействии хромосом и хроматина является ядерная матрикс, или матриксная сеть. Это сложная сеть белковых структур, заполняющих пространство между хромосомами и хроматином. Ядерная матрикс удерживает хромосомы и хроматин на своих местах, предотвращает их слипание и обеспечивает нужное пространственное расположение молекул ДНК. Более того, ядерная матрикс может влиять на активность определенных генов, регулируя доступность ДНК для транскрипционных факторов.

Кроме ядерной матрикс, хромосомы и хроматин взаимодействуют также с ядерными порами — каналами в ядерной оболочке, через которые молекулы ДНК, РНК и белков могут свободно перемещаться между ядром и цитоплазмой. Ядерные поры играют важную роль в транспорте генетического материала и участвуют в регуляции генной экспрессии.

Взаимодействие	Хромосомы	Хроматин
Ядерная матрикс	Удерживаются и регулируются	Удерживается и регулируется
Ядерные поры	Взаимодействуют для транспорта	Взаимодействуют для транспорта

Взаимодействие хромосом и хроматина с другими составляющими ядра позволяет клетке точно контролировать и регулировать транскрипцию генов. Оно также играет важную роль в репликации ДНК и ответе клетки на стрессовые ситуации. Без этих взаимодействий, клетка не смогла бы нормально функционировать и развиваться.

Роль хромосом и хроматина в передаче генетической информации

Хромосомы и хроматин играют непосредственную роль в передаче генетической информации при клеточном делении и наследовании. Они содержат комплект генов, которые определяют все наши наследственные признаки и функции организма.

Хроматин является спирально-намотанным комплексом ДНК и белков, который образует хромосомы в ядре клетки. Хроматин представляет собой активную форму ДНК, которая позволяет генам быть экспрессированными, то есть проявлять свои функции. Он регулирует транскрипцию генов, контролируя доступность ДНК для РНК-полимеразы и других белков, которые участвуют в процессе транскрипции.

Хромосомы, в свою очередь, являются структурой, которая образуется в процессе сгущения хроматина во время митоза и мейоза — процессов клеточного деления. Они состоят из двух сестринских хроматид, которые соединены в центромере. Хромосомы играют активную роль в переносе и укладке генетической информации в процессе деления клетки.

Во время деления клетки хромосомы сначала дублируются, образуя две сестринские хроматиды. Затем они разделяются и перемещаются к противоположным полюсам клетки. Это происходит в процессе митоза — деления телесных клеток, и мейоза — деления половых клеток. Таким образом, хромосомы обеспечивают равномерное распределение генетической информации между дочерними клетками.

Важно отметить, что разница между хромосомами и хроматином заключается в их структуре и состоянии. Хроматин — это неупакованная форма ДНК в неразделенных клетках, когда она является доступной для транскрипции

В то время как хромосомы — это упакованная форма ДНК во время деления клетки, когда она должна быть передана наследующим клеткам.

Хромосомы	Хроматин
Формируются в митозе и мейозе	Присутствуют в неразделенных клетках
Упакованы и видны только при делении	Неупакованы и доступны для транскрипции
Основные носители генетической информации	Активная форма ДНК, регулирующая транскрипцию
Состоят из двух сестринских хроматид	Спирально-намотанная структура ДНК и белков

Таким образом, хромосомы и хроматин являются основными компонентами, обеспечивающими передачу генетической информации от одного поколения к другому, и играют важную роль в организации и функционировании генов в клетке.

Что такое хроматин?

Хроматин состоит из нуклеосом, которые образуются, когда ДНК обертывается вокруг специальных белков, называемых гистонами. Одна нуклеосома состоит из около 146 пар оснований ДНК, связанных с 8 молекулами гистона. Нуклеосомы затем связываются друг с другом, чтобы образовать более сложные структуры хроматина.

Хроматин имеет две основные формы: евхроматин и гетерохроматин. Евхроматин — это активно использующаяся форма хроматина, которая обеспечивает доступ к генам и позволяет клетке производить необходимые белки. Гетерохроматин — это неактивная форма хроматина, которая плотно упаковывает ДНК и предотвращает доступ к генам.

Хроматин играет важную роль в регуляции генной экспрессии, то есть в определении того, какие гены будут активны в клетке. Он также помогает защитить ДНК от повреждений и обеспечивает структурную поддержку для хромосом во время деления клетки.

Преимущества хроматина	Недостатки хроматина
Играет роль в регуляции генной экспрессии	Предотвращает доступ к генам в гетерохроматине
Обеспечивает структурную поддержку для хромосом	Может привести к ошибкам в репликации ДНК
Защищает ДНК от повреждений	Может вызвать затруднение в доступе к генам

Упаковка Challenge

Эукариотические организмы, которые включают в себя все формы жизни, кроме простейших, имеют клетки, содержащие центральную отгороженную область, называемую ядром. Большая часть клеточной ДНК находится в ядре, что создает серьезные проблемы с упаковкой. Если растянуть всю ДНК в человеческой клетке, она вырастет примерно на 3 метра.

instagram story viewer

Природа нашла способ поместить всю эту ДНК в ядро диаметром всего 1/100 000 метра. Клетка должна не только плотно сжимать ядерную ДНК, она также должна разумно упорядочить ДНК, чтобы клетка могла получить доступ к тем частям, которые она хочет использовать.

Хромосомы человека

Кариотип – это набор хромосом вида.

Таким образом кариотип человека имеет 23 пары хромосом. В диплоидных организмах соматические клетки имеют 2n хромосом, потому что 23 хромосомы имеют материнское происхождение, а остальные 23 – отцовское.

Таким образом, всего 46 хромосом получили. Из них 44 являются хромосомы аутосомы, обнаружен во всех соматических клетках. В то время как 2 из них половые хромосомы, где «X» – женская хромосома, а «Y» – мужская хромосома.

Понять, как наследование, сцепленное с полом.

У женщин есть пары «ХХ», а у мужчин – «XY».

Кариотип человека особи мужского пола

Любое изменение количества и структуры хромосом приводит к мутация.

Примером мутации является Синдром Дауна, вызванный наличием дополнительной хромосомы в паре 21, поэтому он также известен как трисомия 21.

Гомологичные хромосомы

Представление гомологичных хромосом и расположение (локус гена) некоторых аллельных генов, определяющих конкретные характеристики.

Ты гомологичные хромосомы они имеют одинаковый размер и поддерживают одинаковое относительное положение центромер.

Гомологичные хромосомы относятся к аллельные гены. Эти гены занимают один и тот же генный локус на гомологичных хромосомах и участвуют в определении одного и того же признака.

Также знаю о Гены и хромосомы.

Comparison Table

Parameters of Comparison	Chromosome	Chromatid
Definition	Chromosome refers to a ribbon-like structure found in the nuclear region or nucleus of the cytoplasm.	Chromatid refers to an identical half of a duplicated chromosome.
Structure	The structural composition of chromosomes is thin and ribbon-like.	The structural composition of chromatids is fibrous, long, and thin.
DNA	In a chromosome, the DNA molecules are tightly packed.	In a chromatid, the DNA molecule is free and unwounded.
Replication	Chromosomes are capable of replicating or duplicating themselves.	Chromatids are unable to duplicate themselves.
Present	Chromosomes are present throughout the lifetime of all cells.	Chromatids come into existence during the interphase. Additionally, they exist only till the metaphase of cell division.

Роль вещества наследственности

Комплексы, включающие ДНК, РНК и белок, называемые хроматином, участвуют в онтогенезе клеток и изменяют свой состав в зависимости от типа ткани, а также от стадии развития организма в целом. Например, в эпителиальных клетках кожи такие гены, как эхансер и промотор, заблокированы белками-репрессорами, а эти же регуляторные гены в секреторных клетках эпителия кишечника активны и находятся в зоне открытого хроматина. Ученые-генетики установили, что на долю ДНК, не кодирующей белки, приходится более 95 % всего генома человека. Это значит, что управляющих генов намного больше, чем тех, которые ответственны за синтез пептидов. Внедрение таких методов, как ДНК-чипы и секвенирование, позволило выяснить, что такое хроматин, и, как следствие, провести картирование генома человека.

Исследования хроматина очень важны в таких отраслях науки, как генетика человека и медицинская генетика. Это связано с резко возросшим уровнем появления наследственных заболеваний – как генных, так и хромосомных. Раннее выявление этих синдромов повышает процент положительных прогнозов при их лечении.

Типовые различия

Хроматин, в отличие от хромосом, способен существовать в двух типовых разновидностях:

Гетерохроматин
-представляет собой хромосомы с очень низким или полностью отсутствующим уровнем функциональной активности. Гетерохроматин может быть и в виде частей хромосом. Он характеризуется относительной конденсированностью, которая представлена не в полном объёме. Под воздействием светового микроскопа гетерохроматин визуализируется как глыбки тёмного оттенка.

Зухроматин
имеет характеристики, противоположные имеющимся характеристикам гетерохроматина. Он представляет собой хромосомы или их частичную фрагментацию, отличающуюся неполной степенью деконденсированности. С точки зрения функциональности эухроматин активен. Световой уровень не выявляет эухроматин, он продолжает даже под его воздействием оставаться практически неокрашенным.

Отличительной особенностью хроматина по сравнению с хромосомами можно считать и способность одного из его типов, гетерохроматина, в свою очередь делиться на два структурных элемента:

Факультативный гетерохроматин, который отличает возможность трансформироваться в эухроматин.
Конструктивный тип гетерохроматина, который не способен ни в какой из клеток осуществлять сходное преобразование.

Хромосомы и хроматин можно различать ещё и по внешнему облику. Хроматин представлен глыбками, гранулированными элементами и нитчатыми структурами, в целом можно сказать, что это уплотнённые участки хромосом.
Хромосомы, будучи единицей генетического материала, наделены плотной структурой.

Различна реакция хромосомы и хроматина на окрашивание. Хроматин поддаётся воздействию только некоторых красителей, к ним можно отнести кармин и гематоксилин. Хромосомы окрашиваются интенсивно, чутко реагируя на красящий элемент.

Генетический материал эукариотических организмов имеет очень сложную организацию. Молекулы ДНК, находящиеся в клеточном ядре, входят в состав особого многокомпонентного вещества – хроматина.

Уровни компактизации ДНК

Особенность структуры хроматина такая, что позволяет нитям ДНК с суммарной длиной более метра поместиться в ядро диаметром около 10 мкм. Такое возможно благодаря многоступенчатой системе упаковки генетических молекул. Общая схема компактизации включает пять уровней:

нуклеосомная нить диаметром 10-11 нм;
фибрилла 25-30 нм;
петлевые домены (300 нм);
волокно толщиной 700 нм;
хромосомы (1200 нм).

Такая форма организации обеспечивает уменьшение длины исходной молекулы ДНК в 10 тысяч раз.

Нить диаметром 11 нм образована рядом нуклеосом, связанных линкерными участками ДНК. На электронной микрофотографии такая структура напоминает нанизанные на леску бусы. Нуклеосомная нить сворачивается в спираль по типу соленоида, образуя фибриллу толщиной 30 нм. В ее формировании участвует гистон H1.

Соленоидная фибрилла складывается в петли (иначе – домены), которые закрепляются на поддерживающем внутриядерном матриксе. Каждый домен содержит от 30 до 100 тысяч пар нуклеотидов. Такой уровень компактизации характерен для интерфазного хроматина.

Структура толщиной 700 нм образуется при спирализации доменной фибриллы и называется хроматидой. В свою очередь, две хроматиды формируют пятый уровень организации ДНК – хромосому диаметром 1400 нм, которая становится видна на стадии митоза или мейоза.

Таким образом, хроматин и хромосома – это формы упаковки генетического материала, зависящие от жизненного цикла клетки.

Физико-химическая природа хромосом

Физико-химическая природа хромосом зависит от сложности организации биологического вида. Хромосома эукариот состоит из молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (см.), гистоновых и негистоновых белков (см. Гистоны), а также рибонуклеиновой кислоты (см.). Основным химическим компонентом хромосомы, заключающим в структуре своей молекулы генетическую информацию, является ДНК. В естественных условиях в отдельных участках хромосомы ДНК может быть свободной от структурных белков, однако в основном она существует в виде комплекса с гистонами, причем как и в интерфазе, так и в метафазе весовое отношение ДНК/гистон составляет единицу. Содержание кислых белков в хромосомах варьирует в зависимости от их активности и степени конденсации в клеточном цикле. В хроматине (см.) интерфазного ядра и на любой стадии митотической конденсации ДНК существует в комплексе с гистонами, и взаимодействие именно этих молекул создает элементарные структурные частицы хроматина — нуклеосомы. В нуклеосоме ее центральную часть составляют 8 молекул гистонов четырех типов (по 2 молекулы от каждого типа). Это гистоны Н2А, Н2В, НЗ и Н4, взаимодействующие между собой, по-видимому, С-концевыми участками молекул. N-концевые участки гистоновых молекул взаимодействуют с молекулой ДНК таким образом, что последняя оказывается накрученной на гистоновый остов, делая два витка на одной его стороне и один на другой. На одну нуклеосому приходится около 140 пар оснований ДНК. Между соседними нуклеосомами имеется варьирующий по длине отрезок ДНК (10—70 пар оснований). Когда он выпрямлен, ДНК принимает вид нити с бусинками. Если отрезок находится в сложенном состоянии, нуклеосомы тесно прилегают друг к другу, формируя фибриллу диаметром 10 нм. Строение из нуклеосомных частиц является принципом организации хроматина (см.) как в интерфазной, так и в метафазной хромосоме.

В геноме эукариот (см. Геном) выделяют несколько классов ДНК по числу повторяющихся последовательностей нуклеотидов, составу последовательностей, их размерам. У человека ДНК может быть подразделена на ДНК с многократно повторяющимися последовательностями нуклеотидов, включая сателлитную ДНК (ок. 10,3%), ДНК с умеренно повторяющимися последовательностями (ок. 12,3%), ДНК с низкой их повторяемостью (13,4%), а также ДНК, состоящую из уникальных последовательностей (около 64%). У человека четыре основных типа сателлитных ДНК локализуются в большинстве хромосом, но неодинаково распределяются по типам и количеству. ДНК с многократно повторяющимися последовательностями содержится преимущественно в гетерохроматине (сильно спирализованных и интенсивно окрашенных районах хромосомы). На поперечник хромосомы при ее максимальной деконденсации приходится одна молекула ДНК. В метафазной хромосоме составляющая ее молекула ДНК должна укоротиться в 104 раз по сравнению с ее длиной в свободном от белков состоянии. Взаимодействие ДНК с гистонами при формировании нуклеосом и нити диаметром 10 нм обеспечивает укорочение исходной нити ДНК примерно в 6,5—7 раз и увеличение диаметра с 3 нм до 10 нм. В нативном хроматине преобладают нити второго порядка диаметром 20—30 нм, в фибриллах этого уровня общее укорочение ДНК оказывается примерно 40-кратным.

ДНК с умеренным числом повторов обнаруживается главным образом в G-окрашивающихся сегментах. С помощью флюорохромов (см.), по-разному связывающихся с аденинтимин и гуанинцитозин парами оснований ДНК, показано различие участков метафазной хромосомы по составу оснований. Специфичность ДНК в разных участках хромосом, вероятно, определяет их различие по генетической активности.

What is Chromosome?

Chromosome refers to a ribbon-like structure found in the nucleus of the cytoplasm. The composition of a chromosome consists of proteins and a single molecule of Deoxyribonucleic Acid (DNA).

Only during the metaphase of the cell cycle can one observe chromosomes under a light microscope. There are two categories of chromosomes in humans: autosomes and allosomes.

The body chromosomes are known as autosomes. On the other hand, the sex chromosomes are allosomes.

Additionally, there are 23 pairs of chromosomes in the human body. While 22 pairs of chromosomes are autosomes, there is one pair of allsomes.

In total, there are 46 chromosomes in the human body. The structure of the chromosome varies according to the phase of the cell cycle.

Prokaryotic organisms have a single circular chromosome due to the absence of a specified nuclear region. In contrast, in eukaryotic organisms like humans, chromosomes are packed into a condensed structure to fit in the nucleus.

In sexually reproducing organisms like humans, chromosomes play a vital role in ensuring genetic diversity. Chromosomes are the carriers of genetic materials that are essential for a number of functions, such as division and reproduction and protein generation.

Chromosomal deformities may cause various chromosomal disorders that are detrimental to an organism.