クロマチンは、染色体を作成するために使用される物質です。もう少し詳しく説明すると、クロマチンはDNA、RNA、およびさまざまなタンパク質で構成されています。これは、人間を構成する各セルの核にあります。この物質は、超コンパクトな形で約2メートルのDNA分子を表します。その部分については、細胞の核はおよそ5から7マイクロメートルの長さを持っています。
クロマチンとは
目次
クロマチン生物学の定義の観点から、それはDNAが細胞核で提示される方法を指します。それは真核生物の染色体の基本的な物質であり、真核生物の細胞の相間核に見られ、これらの細胞のゲノムを構成するDNA、RNA、およびタンパク質の結合に属し、その機能は染色体を形成することです。細胞の核に統合します。タンパク質には、ヒストンタンパク質と非ヒストンタンパク質の2種類があります。
クロマチンの歴史
この物質は、染料が好きなことからその名前を付けた科学者であるWalther Flemmingのおかげで、1880年に発見されました。しかし、フレミングの物語は、4年後に研究者のアルブレヒト・コッセルによって発見されました。クロマチン構造の決定においてなされた進歩に関しては、それらは非常に乏しく、すでに確立された電子顕微鏡のおかげでクロマチン繊維の最初の観察が行われることができたのは1970年代になってからでした。これにより、ヌクレオソームの存在が明らかになりました。後者はクロマチンの基本単位であり、その構造は1997年にX線結晶学によってより明確に詳細化されました。
クロマチンタイプ
ユークロマチンとヘテロクロマチンの2種類に分類されます。クロマチンを構成する基本単位はヌクレオソームであり、長さ約146塩基対で構成されており、8つのヌクレオソームヒストンの特定の複合体に関連付けられています。タイプの詳細は次のとおりです。
ヘテロクロマチン
- これはこの物質の最もコンパクトな発現であり、細胞サイクル全体を通してその圧縮レベルを変えることはありません。
- これは、複製せず、染色体のセントロメアを形成しない、反復性が高く不活性なDNA配列で構成されています。
- その機能は、遺伝子が密集して規則的に詰まっているため、染色体の完全性を保護することです。
密度が高いため、暗い色の光学顕微鏡で識別できます。ヘテロクロマチンは2つのグループに分けられます：
構成的
それはすべての細胞タイプの反復配列によって高度に凝縮されているように見え、遺伝情報を含まないため転写できません。それらは、DNAを発現しないすべての染色体のセントロメアおよびテロメアです。
オプション
細胞の種類によって異なり、特定の細胞または細胞発達の特定の期間でのみ凝縮します。たとえば、オプションのヘテロクロマチンには特定の状況や特性の下で転写できる活性領域があるために形成されるバー小体などです。衛星DNAも含まれます。
ユークロマチン
- ユークロマチンは、ヘテロクロマチンよりも凝縮状態が少なく、細胞サイクル中に核全体に分布する部分です。
- これは、遺伝物質が転写される活性型のクロマチンを表しています。凝縮されていない状態と動的に変化する能力により、転写が可能になります。
- すべてが転写されるわけではありませんが、残りは一般にヘテロクロマチンに変換されて、遺伝情報を圧縮して保護します。
- その構造は真珠のネックレスに似ており、各真珠はヒストンと呼ばれる8つのタンパク質で構成されるヌクレオソームを表しており、その周りにはDNAのペアがあります。
- ヘテロクロマチンとは異なり、ユークロマチンの圧縮は遺伝物質へのアクセスを可能にするのに十分に低いです。
- 実験室試験、その構造がより分離され、それは光の色を含浸させているので、これは、光学顕微鏡を用いて同定することができます。
- 原核細胞では、それが存在するクロマチンの唯一の形態であり、これはヘテロクロマチンの構造が数年後に進化したという事実に起因する可能性があります。
クロマチンの役割と重要性
その機能は、細胞オルガネラがタンパク質の合成と転写を実行するために必要な遺伝情報を提供することです。また、DNAに含まれる遺伝情報を送信および保存し、細胞複製でDNAを複製します。
さらに、この物質は動物界にも存在します。たとえば、動物細胞のクロマチンでは、性クロマチンは界面核でクロマチンの凝縮した塊として形成されます。これは、哺乳類の核でナンバーワンを超える不活性化されたX染色体を表します。これは、バーの小体としても知られています。
これは、遺伝子発現において基本的な調節的役割を果たします。圧縮のさまざまな状態は、これらの領域にある遺伝子によって示される転写の程度と（明確ではありませんが）関連付けることができます。DNAとさまざまなタンパク質との結合により、さまざまなRNAポリメラーゼの処理が複雑になるため、クロマチンは転写を強く抑制します。したがって、さまざまなクロマチンリモデリングおよびヒストン修飾機があります。
現在、「ヒストンコード」として知られているものがあります。異なるヒストンは、メチル化、アセチル化、リン酸化などの翻訳後修飾を受ける可能性があり、一般にリジンまたはアルギニン残基で投与されます。リジンがアセチル化されると、ヒストンの全体的な正電荷が減少し、したがってDNA（負電荷）に対する親和性が低くなるため、アセチル化は転写の活性化に関連しています。
その結果、DNAの結合が少なくなり、転写機構によるアクセスが可能になります。対照的に、メチル化は転写抑制とより強いDNA-ヒストン結合に関連しています（これは常に正しいとは限りませんが）。たとえば、酵母S. pombeでは、ヒストン3のリジン残基9でのメチル化は、ヘテロクロマチンでの転写の抑制に関連していますが、リジン残基4でのメチル化は遺伝子発現を促進します。
ヒストン修飾の機能を実行する酵素は、ヒストンアセチラーゼとデアセチラーゼ、およびヒストンメチラーゼとデメチラーゼであり、これらは、メンバーがヒストンの長い尾の特定の残基を修飾する責任がある異なるファミリーを形成します。
ヒストン修飾に加えて、SAGAなどのクロマチンリモデリングマシンもあります。これらは、ヌクレオソームを移動、回転、または部分的に武装解除し、ヌクレオソーム構成ヒストンの一部を除去してから戻すことにより、ヌクレオソームの再配置を担当します。一般に、クロマチンリモデリングマシンは、ポリメラーゼのアクセスと処理能力を可能にするため、真核生物の転写プロセスに不可欠です。
クロマチンを「不活性」としてマークする別の方法は、CpGジヌクレオチドに属するシトシンにおいて、DNAメチル化のレベルで発生する可能性があります。一般に、DNAとクロマチンのメチル化は相乗的なプロセスです。たとえば、DNAがメチル化されると、メチル化されたシトシンとメチル化されたヒストンを認識できるヒストンメチル化酵素が存在するためです。同様に、DNAをメチル化する酵素は、メチル化されたヒストンを認識できるため、DNAレベルでメチル化を継続できます。
クロマチンに関するよくある質問
クロマチンの特徴は何ですか？
遺伝物質のほぼ2倍のタンパク質が含まれているのが特徴です。この複合体で最も重要なタンパク質はヒストンです。ヒストンは、静電相互作用を介してDNAに結合する小さな正に帯電したタンパク質です。また、クロマチンには千以上の異なるヒストンタンパク質があります。クロマチンの基本単位はヌクレオソームであり、これはヒストンとDNAの結合で構成されています。クロマチンはどのように構成されていますか？
これは、アルギニンとリジンから形成される基本的なタンパク質であるヒストンと呼ばれるタンパク質と、DNAおよびRNAとの組み合わせで構成され、機能は染色体を形成して細胞核に統合することです。クロマチンの構造は何ですか？
クロマチンの超構造は、ヒストン、ヌクレオソームの形成（8つのヒストンタンパク質+ 1つの200塩基対のDNAファイバー）に基づいています。各ヌクレオソームは異なるタイプのヒストンH1と結合し、凝縮したクロマチンが形成されます。クロマチンと染色体の違いは何ですか？
クロマチンに関しては、それは細胞核の基本的な物質であり、その化学構成は単に凝縮の程度が異なるDNAの鎖です。一方、染色体は遺伝子情報を含む細胞内の構造であり、各染色体はRNAとタンパク質に関連するDNA分子で構成されています。
