Строение, функции хроматина

Хроматин в неделящихся ядрах в действительности представляет собой хромосомы в различной степени раскручивания (деконденсации). В соответствии со степенью конденсации хромосом как под световым, так и под электронным микроскопом различают два типа хроматина. Гетерохроматин (греч. heteros — другой + chroma — цвет) обладает высокой электронной плотностью; под электронным микроскопом он имеет вид крупных гранул, а под световым микроскопом — базофильных глыбок.

Эухроматин соответствует менее скрученным участкам хромосом, которые под электронным микроскопом видны как мелкодисперсный зернистый материал, а под световым микроскопом — как светлоокрашенные базофильные участки. Пропорции гетерохроматина и эухроматина определяют соотношение темных и светлых участков ядер в срезах тканей при световой и электронной микроскопии. Интенсивность окрашивания хроматина в ядре часто учитывают как признак для разделения и идентификации отдельных тканей и типов клеток под световым микроскопом.

Хроматин состоит преимущественно из скрученных нитей ДНК, связанных с основными белками (гистонами); его структура схематически представлена на рисунке. Главной структурной единицей хроматина является нуклеосома, которая состоит из сердечника, образованного четырьмя типами гистонов (по две молекулы каждого из гистонов Н2А, Н2В, Н3 и Н4), вокруг которого намотаны 166 пар оснований ДНК.

Дополнительный сегмент, состоящий из 48 пар оснований, образует связующее звено (линкер) между соседними нуклеосомами, причем с этой ДНК связаны другие типы гистонов (H1 или Н5). Такая организация хроматина описана под названием «бусы на нити». Негистоновые белки также ассоциированы с хроматином, однако их расположение значительно менее понятно.

Следующим, более высоким, уровнем организации хроматина является волокно толщиной 30 нм. В этой структуре нуклеосомы скручены вокруг оси, причем на каждый виток приходится по шесть нуклеосом, в результате чего образуется 30-нанометровое хроматиновое волокно. Существуют и более высокие уровни скручивания, особенно при конденсации хроматина во время митоза и мейоза.

хроматин

Характер распределения хроматина в ядре рассматривается как показатель клеточной активности. Как правило, клетки со светлыми ядрами более активны, чем клетки с конденсированными, темными ядрами. В светлоокрашенных ядрах (с небольшим количеством глыбок гетерохроматина) имеется большая поверхность Д Н К, доступная для транскрипции генетической информации. В темноокрашенных ядрах (богатых гетерохроматином) вследствие скручивания ДНК поверхность, доступная для транскрипции, уменьшена.

Тщательное исследование хроматина ядер клеток млекопитающих обнаружило скопление гетерохроматина, которое часто выявляется в клетках самок, но отсутствует в клетках самцов. Эта глыбка хроматина представляет собой половой хроматин и является одной из двух Х-хромосом, присутствующих в клетках у особей женского пола. Х-хромосома, которая образует половой хроматин, остается плотно скрученной и заметной, а другая Х-хромосома раскручена и невидима. Имеются данные о том, что половой хроматин генетически неактивен.

У особей мужского пола имеется одна Х-хромосома и одна Y-хромосома, которые служат детерминантами пола; Х-хромосома находится в раскрученном состоянии, поэтому половой хроматин не выявляется. В эпителиальных клетках человека половой хроматин имеет вид мелкой гранулы, прикрепленной к ядерной оболочке. Для исследования полового хроматина часто используют клетки, выстилающие внутреннюю поверхность щеки. С этой целью зачастую изучают и мазки крови; в этом случае половой хроматин имеет вид добавочного сегмента в форме барабанной палочки в ядре нейтрофильных лейкоцитов.

Существенный прогресс в изучении хромосом был достигнут после разработки методов, которые включают индукцию деления клеток, остановку митотического деления клеток в метафазе и разрушение (разрыв) клеток. Митоз можно индуцировать фитогемагглютинином (в клеточных культурах) и остановить в метафазе колхицином. Далее клетки погружают в гипотонический раствор, который вызывает их набухание, после чего их распластывают и разрушают между предметным и покровным стеклами. Набор хромосом, полученный из клетки человека, после их окрашивания, представлен на рисунке.

Выделяют половые Х- и Y-хромосомы, остальные же хромосомы обычно группируют на основании их размеров и морфологических характеристик в 22 последовательно пронумерованные пары.

Исследование полового хроматина выявляет генетический пол тех пациентов, у которых по виду наружных половых органов невозможно определить половую принадлежность, как, например, при гермафродитизме и псевдогермафродитизме. Изучение полового хроматина помогает в исследовании других аномалий, затрагивающих половые хромосомы, например синдрома Клейнфельтера, при котором аномалии яичка, азооспермия (отсутствие сперматозоидов) и другие симптомы связаны с наличием хромосомного набора XXY.

- Читать далее "Строение, функции ядрышка"

Оглавление темы "Строение клеток":
  1. Строение, функции хроматина
  2. Строение, функции ядрышка
  3. Фазы клеточного деления - митоза
  4. Фазы клеточного цикла: характеристика, продолжительность
  5. Апоптоз клеток. Механизмы
  6. Виды тканей человека. Характеристика
  7. Формы эпителиальных клеток. Характеристика
  8. Базальная пластинка и базальная мембрана тканей: гистология, строение
  9. Межклеточная адгезия и межклеточные соединения в тканях. Виды
  10. Строение, функции микроворсинок эпителиальных клеток

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: