Когато попадаме на научна литература, описваща генетиката и клетъчната структура, можем да забележим термина хроматин. Въпреки че наименованието много прилича на това на хромозомите, той е отделна единица. Какво представлява хроматинът и какво е неговото предназначение? Как можем да извършваме анализи на хроматина?
Хроматин – от какво се състои нашата ДНК?
Какво представлява хроматинът?
Хроматинът е комплекс от ДНК и протеини, които заедно образуват хромозомите в ядрото на еукариотните клетки. В началото на изследванията се е смятало, че той е просто цветно вещество, съдържащо се в клетъчното ядро, но по-късно е характеризиран като протеини, прикрепени към ДНК. В обобщение, това е генетичен материал или макромолекула, съдържаща ДНК, РНК и свързани с тях протеини, които образуват хромозомите в ядрото на еукариотната клетка.
Хроматинът функционира в клетъчното ядро:
– Защита от увреждане на ДНК
– Плътно опаковане на ДНК, за да може да се побере в клетката
– Контрол на репликацията на ДНК и генната експресия
– Поддържане на молекулата на ДНК, за да може да се осъществи клетъчният цикъл – мейоза и митоза
Хроматинова структура:
Структурата на хроматина наподобява подреждането на мъниста на конец, като всяка нуклеозома съдържа ДНК, която е заобиколена от осем протеина, наречени хистони. Пълната структура зависи главно от фазите на клетъчния цикъл, тъй като по време на клетъчното делене клетките претърпяват различни структурни промени.
Методи за хроматинов анализ:
– Хроматиново имунопреципитационно секвениране – процес, използван за изучаване на взаимодействието на протеините с ДНК.
– Изолиране на регулаторни елементи с помощта на формалдехид – метод, използван за контрол на последователността на тези ДНК фрагменти, които са свързани с регулаторна активност
– Секвениране на свръхчувствителни към ДНаза I места – процес, използван за разпознаване на позицията на наблюдаваните региони, главно въз основа на секвениране на целия геном
– Изследване за секвениране на транспозибилен достъпен хроматин – метод, използван за изследване на достъпността на хроматина
– ДНК отпечатък – техника, използвана за идентифициране на ДНК свързващ протеин
– Секвениране с микрококкова нуклеаза – метод, използван за изследване на нуклеозомите чрез смилане на хроматина
Хроматин и хромозоми:
Въпреки доста сходните си наименования, двете описани форми на опаковане на ДНК се различават една от друга в много отношения.
– Присъствие в клетката – този протеин присъства през целия клетъчен цикъл, а хромозомата се вижда най-добре по време на клетъчното делене.
– Метод на визуализация – Този протеин се вижда под електронен микроскоп, а хромозомата – под светлинен микроскоп.
– Външен вид – Този протеин има дълга и тясна форма, видима в клетъчното ядро, докато хромозомата е по-сложна и по-дебела, видима по време на клетъчното делене.
– Сдвояване – Този белтък не се среща по двойки, но хромозомата се среща.
– Видимост – Този белтък може да се види по време на интерфазата на клетъчното ядро, а хромозомата – по време на М-фазата на клетъчния цикъл
– Функции – Този белтък подпомага репликацията на ДНК, а хромозомата действа като предавател на генетична информация.
– Кондензация – Този белтък е недостатъчно кондензиран, докато хромозомата е кондензирана молекула.