Khái niệm "nhiễm sắc thể" không phải là mới trong khoa học vì thoạt nhìn có vẻ như. Lần đầu tiên, thuật ngữ này được đề xuất để chỉ cấu trúc nội nhân của tế bào nhân chuẩn hơn 130 năm trước bởi nhà hình thái học W. Waldeyer. Nhúng trong tên gọi là khả năng nhuộm màu cơ bản của cấu trúc nội bào.
Trước hết… Chất nhiễm sắc là gì?
Chất nhiễm sắc là một phức hợp nucleoprotein. Cụ thể, chất nhiễm sắc là một polyme bao gồm các protein nhiễm sắc thể đặc biệt, các thể nhân và DNA. Protein có thể chiếm tới 65% khối lượng của nhiễm sắc thể. Chất nhiễm sắc là một phân tử động và có thể có một số lượng lớn các cấu hình.
Protein nhiễm sắc chiếm một phần đáng kể trong khối lượng của nó và được chia thành hai nhóm:
- Protein histone - chứa các axit amin cơ bản trong thành phần của chúng (ví dụ: arginine và lysine). Sự sắp xếp của các histon hỗn loạn dưới dạng khối dọc theo toàn bộ chiều dài của phân tử DNA.
- Protein không phải histone (khoảng 1/5 tổng số histone) - là protein hạt nhânmột ma trận tạo thành một mạng lưới cấu trúc trong hạt nhân giữa các pha. Chính cô ấy là cơ sở quyết định hình thái và sự trao đổi chất của nhân.
Hiện nay, trong di truyền tế bào, chất nhiễm sắc được chia thành hai loại: dị nhiễm sắc và euchromatin. Sự phân chia chất nhiễm sắc thành hai loài xảy ra do khả năng nhuộm của từng loài với thuốc nhuộm cụ thể. Đây là một kỹ thuật hình ảnh DNA hiệu quả được các nhà tế bào học sử dụng.
Dị sắc
Dị nhiễm sắc là một phần của nhiễm sắc thể được cô đặc một phần trong gian đoạn. Về mặt chức năng, dị nhiễm sắc không có giá trị, vì nó không hoạt động, đặc biệt là liên quan đến phiên mã. Nhưng khả năng bám bẩn tốt của nó nên được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu mô học.
Cấu trúc của dị nhiễm sắc
Heterochromatin có cấu trúc đơn giản (xem hình).
Dị nhiễm sắc được đóng gói thành các hạt nhỏ gọi là nucleosom. Nucleosomes hình thành các cấu trúc thậm chí dày đặc hơn và do đó "cản trở" việc đọc thông tin từ DNA. Dị chất nhiễm sắc được hình thành trong quá trình methyl hóa histone H3 ở lysine 9, và sau đó được liên kết với protein 1 (HP1 - Protein dị nhiễm sắc 1). Cũng tương tác với các protein khác, bao gồm cả H3K9-methyltransferase. Một số lượng lớn các protein tương tác với nhau là điều kiện để duy trì chất dị nhiễm sắc và sự phân bố của nó. Cấu trúc chính của DNA không ảnh hưởng đến sự hình thành dị nhiễm sắc.
Dị nhiễm sắc không chỉ là các phần riêng biệt, mà còn là toàn bộ nhiễm sắc thể, được duy trì ở trạng thái cô đặc trong toàn bộ chu kỳ tế bào. Chúng ở giai đoạn S và có thể tái tạo. Các nhà khoa học tin rằng vùng dị nhiễm sắc không mang gen mã hóa protein, hoặc số lượng gen như vậy rất ít. Thay vì các gen như vậy, trình tự nucleotide của dị nhiễm sắc tố chủ yếu bao gồm các lần lặp lại đơn giản.
Các loại dị nhiễm sắc
Dị nhiễm sắc có hai loại: đặc trưng và cấu trúc.
- Dị nhiễm sắc cơ bản là chất nhiễm sắc được hình thành trong quá trình hình thành chuỗi xoắn của một trong hai nhiễm sắc thể của cùng một loài, nó không phải lúc nào cũng dị nhiễm sắc, mà là ở những thời điểm. Nó chứa các gen với thông tin di truyền. Nó được đọc khi nó chuyển sang trạng thái euchromatic. Trạng thái cô đặc đối với dị nhiễm sắc dễ biến đổi là một hiện tượng tạm thời. Đây là điểm khác biệt chính của nó so với cấu trúc. Một ví dụ về dị nhiễm sắc tự nhiên là cơ thể của chất nhiễm sắc, xác định giới tính nữ. Vì cấu trúc như vậy bao gồm hai nhiễm sắc thể X tương đồng của tế bào xôma, nên một trong số chúng có thể tạo thành dị nhiễm sắc thể tự nhiên.
- Dị nhiễm sắc có cấu trúc là cấu trúc được hình thành bởi trạng thái cuộn chặt. Nó tồn tại trong suốt chu kỳ. Như đã đề cập ở trên, trạng thái ngưng tụ đối với dị nhiễm sắc cấu trúc là một hiện tượng không đổi, trái ngược với một hiện tượng không bắt buộc. Dị nhiễm sắc cấu trúc còn được gọi làcấu tạo, nó được phát hiện tốt bởi màu C. Nó nằm xa nhân và chiếm các vùng tâm động, nhưng đôi khi khu trú ở các vùng khác của nhiễm sắc thể. Thông thường, trong khoảng thời gian giữa các pha, sự kết hợp của các phần khác nhau của dị nhiễm sắc cấu trúc có thể xảy ra, dẫn đến sự hình thành các tâm sắc. Ở loại dị nhiễm sắc này, không có đặc tính phiên mã, tức là không có gen cấu trúc. Vai trò của một đoạn nhiễm sắc thể như vậy vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng cho đến nay, vì vậy các nhà khoa học có xu hướng chỉ hỗ trợ chức năng.
Euchromatin
Euchromatin là các phần của nhiễm sắc thể bị giảm phân đoạn ở các pha. Quỹ tích như vậy là lỏng lẻo, nhưng đồng thời là một cấu trúc nhỏ gọn.
Tính năng chức năng của euchromatin
Loại nhiễm sắc này đang hoạt động và hoạt động về mặt chức năng. Nó không có đặc tính nhuộm màu và không được xác định bởi các nghiên cứu mô học. Trong giai đoạn nguyên phân, hầu như tất cả các euchromatin đều ngưng tụ và trở thành một phần không thể thiếu của nhiễm sắc thể. Các chức năng tổng hợp trong thời kỳ này, các nhiễm sắc thể không thực hiện. Do đó, nhiễm sắc thể tế bào có thể ở hai trạng thái chức năng và cấu trúc:
- Trạng thái đang hoạt động hoặc đang làm việc. Lúc này, các nhiễm sắc thể gần như giảm phân hoàn toàn hoặc hoàn toàn. Chúng tham gia vào quá trình phiên mã và nhân đôi. Tất cả các quá trình này đều xảy ra trực tiếp trong nhân tế bào.
- Trạng thái ngủ đông chuyển hóa không hoạt động (không hoạt động). Ở trạng thái này, các nhiễm sắc thểđược cô đặc đến mức tối đa và đóng vai trò vận chuyển vật chất di truyền cho các tế bào con. Ở trạng thái này, vật liệu di truyền cũng được phân phối.
Trong giai đoạn cuối của quá trình nguyên phân, quá trình khử độc xảy ra và các cấu trúc có màu yếu ở dạng sợi chứa các gen đã phiên mã được hình thành.
Cấu trúc của mỗi nhiễm sắc thể có biến thể riêng, duy nhất, về vị trí của chất nhiễm sắc: euchromatin và dị nhiễm sắc. Đặc điểm này của tế bào cho phép các nhà di truyền tế bào xác định các nhiễm sắc thể riêng lẻ.
