Общая характеристика видов хроматина
Хромосомы в интерфазном ядре находятся в различных состояниях плотности. Основной критерий деления хроматина на два вида — это степень компактизации и связанная с ней функциональная активность.
Перед любым клеточным делением ДНК и хромосома обязательно реплицируются. Это необходимо для того, чтобы точные копии генетического материала гарантированно попали в каждую из образующихся дочерних клеток. Однако в промежутках между делениями (в интерфазе) разные участки генома «выглядят» и работают по-разному.
Гетерохроматин: плотная упаковка
Гетерохроматин — это участки хромосом, которые постоянно находятся в компактном, плотно скрученном состоянии. Благодаря своей высокой плотности такие зоны отлично окрашиваются ядерными красителями и хорошо визуализируются даже в обычный световой микроскоп на стадии интерфазы.
Гетерохроматин подразделяется на два подвида:
- Структурный (конститутивный). Это генетически инертный материал. Транскрипция с таких участков не происходит никогда — они всегда остаются неактивными. Структурный гетерохроматин имеет четкую локализацию: он располагается в теломерных и околоцентромерных участках хромосом, а также формирует короткие плечи акроцентрических хромосом.
- Факультативный. В отличие от структурного, этот тип возникает путем компактизации (скручивания) эухроматиновых районов. Он содержит гены, отвечающие за процессы клеточного метаболизма. Главное свойство факультативного гетерохроматина — его конденсация носит обратимый характер, то есть при необходимости эти участки могут деконденсироваться и снова стать активными.
Половой хроматин (тельце Барра)
Самый известный пример факультативного гетерохроматина у человека и других млекопитающих — половой хроматин, или тельце Барра.
В соматических (неполовых) клетках женского организма присутствуют две Х-хромосомы. Одна из них неизбежно переходит в состояние глубокой компактизации и выключается из активной работы, образуя то самое тельце Барра.
Это явление имеет важное диагностическое значение. В клинике часто исследуют эпителий ротовой полости:
- У женщин половой хроматин в норме встречается в 20–70% всех покоящихся ядер.
- У мужчин он обычно полностью отсутствует. Если же его находят (в пределах 0,6–4% ядер), это расценивается либо как артефакт окраски, либо как признак хромосомной патологии.
Эухроматин: рабочая зона генома
Эухроматин представляет собой генетически активные участки хромосом.
В отличие от гетерохроматина, в период интерфазы эухроматин сохраняет деспирализованное (деконденсированное) состояние. Именно такая рыхлая структура позволяет ферментам беспрепятственно получать доступ к ДНК, что делает возможным активный синтез РНК (транскрипцию) и нормальное функционирование генов.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие функции выполняет структурный гетерохроматин в ядре?
Структурный (конститутивный) гетерохроматин — это участки хромосом в компактном состоянии, которые являются генетически инертными.
Для него указано:
- участки всегда неактивны;
- транскрипция с них не происходит.
Локализуется структурный гетерохроматин в следующих областях:
- теломерные участки;
- околоцентромерные участки;
- короткие плечи акроцентрических хромосом.
Какие именно ядерные красители используются для визуализации гетерохроматина при световой микроскопии?
В источниках для визуализации гетерохроматина указана общая группа — основные (ядерные) красители.
- Основные (ядерные) красители окрашивают базофильные структуры; гетерохроматин хорошо окрашивается ядерными красителями и при световой микроскопии виден как интенсивно окрашенные глыбки или гранулы.
- Для специфического выявления ДНК используется реакция Фельгена: реактив Шиффа / фуксинсернистая кислота окрашивает ДНК-содержащие структуры, включая хроматин ядра, в вишневый или фиолетовый цвет.
Какие хромосомы человека относятся к акроцентрическим, короткие плечи которых образованы структурным гетерохроматином?
К акроцентрическим хромосомам человека относятся хромосомы 13, 14, 15, 21 и 22-й пар. Именно их короткие плечи образованы структурным (конститутивным) гетерохроматином.
Акроцентрические хромосомы отличаются тем, что их центромера расположена очень близко к краю, из-за чего второе плечо является крайне коротким. В области коротких плеч этих хромосом локализуются:
- Ядрышковые организаторы — зоны вторичных перетяжек, вокруг которых в интерфазе формируется ядрышко.
- Фибриллярный центр — участок хроматина, содержащий многочисленные копии рибосомных генов (рДНК).
Запомнить просто: ЭУхроматин — «Э» значит «Экспрессируется» (открыт и работает). ГЕтерохроматин — «Г» значит «Глухо упакован» (молчит и плотно скручен).
Вопросы с занятий и экзамена
В чем главное отличие эухроматина от гетерохроматина?
Эухроматин — это деконденсированные и генетически активные участки хромосом. Гетерохроматин — плотно упакованные участки, которые генетически инертны или временно выключены.
Где в хромосоме находится структурный гетерохроматин?
Он локализуется в теломерных и околоцентромерных участках, а также образует короткие плечи акроцентрических хромосом.
Что такое тельце Барра?
Это неактивная (компактизированная) Х-хромосома в соматических клетках женского организма. Является примером факультативного гетерохроматина.
Может ли гетерохроматин снова стать активным?
Да, но только факультативный. Его конденсация носит обратимый характер, и при необходимости он может деконденсироваться. Структурный гетерохроматин неактивен всегда.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы репликации ДНК перед клеточным делением
- Строение и функции акроцентрических хромосом
- Процесс инактивирования Х-хромосомы (лайонизация)
- Патологии, выявляемые при анализе на половой хроматин
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Гетерохроматин и эухроматин» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Хромосомы (хроматин)»
Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.