lidský genom obsahuje více než 3 miliardy párů bází nebo nukleotidů. Tyto nukleotidy, které jsou uspořádány v lineární pořadí podél DNA (deoxyribonukleové kyseliny), enkóduje každý bílkoviny a genetický rys v lidském těle. Tato informace je obsažena v přibližně 20 000 genech, které překvapivě představují pouze malou frakci (asi 1, 5%) Celkové DNA. Zbytek se skládá z nekódujících sekvencí. Integrity genetické sekvence je nezbytná pro normální buněčnou funkci, a to je zvýrazněné, když genetické anomálie jít nezjištěný vnitřní genetické opravné mechanismy a vést k nefunkční proteiny, a různých onemocnění státy.
V interfázní jádra, chromozomy jsou obtížné odlišit od sebe navzájem. Nikdy méně, oni zabírají diskrétní prostor uvnitř jádra – tzv. chromozom území (hranice chromozomů území jsou navrženy jako červené tečkované čáry v obrázku). Světlejší euchromatin (transkripčně aktivní) a skvrny tmavší heterochromatin (transkripčně tichý), na druhé straně, snadno vizualizovat. Během buněčného dělení se chromozomová území transformují na vysoce kondenzované chromozomy, které pak lze od sebe jasně odlišit. Společně se mitotické chromozomy, vizualizované ve světelném mikroskopu, nazývají karyotyp.
musí tedy proběhnout řada procesů, které buňce umožní zabalit DNA do mezí jádra, přičemž si zachová svou schopnost přepisovat a duplikovat celou sekvenci DNA a zachovat její integritu. Toho je dosaženo propracovaným procesem kondenzace DNA, který vidí DNA zabalenou do 46 chromozomů (nebo 23 párů chromozomů) u lidí. Počet chromozomů se u jednotlivých druhů liší; například, tam jsou 40 chromozomů (20 párů) u myší, 8 chromozomů (4 páry) ve společné octomilky a 10 chromozomů (5 párů) v Arabidopsis thaliana rostliny.
Chromozomy dosáhnout nejvyšší úrovně kondenzace během buněčného dělení, nebo mitózy, kde se získá diskrétní 4-ozbrojený nebo 2-ozbrojené morfologie, která představuje přibližně 10 000-krát zhutnění. Ačkoli se tato silně kondenzovaná mitotická forma stala nejběžnějším způsobem zobrazení chromozomů, jejich struktura se během mezifáze výrazně liší. Ve srovnání s mitotické chromozomy, interfázní chromozomy jsou méně kondenzované a obsadit celý jaderný prostor, což je poněkud obtížné rozlišit.
stejně Jako tvorba metafáze chromozomů, zhutnění nutné, aby se vešly kompletní sadu interfázových chromozomů do jádra je dosaženo prostřednictvím řady DNA, skládání, balení a ohýbání události, které jsou usnadněny tím, histony, což jsou vysoce konzervované základní jaderné proteiny, které umožňují zhutnění DNA tím, že neutralizuje DNA má záporný náboj. Histony se obvykle uspořádají jako oktamer v komplexu s DNA za vzniku nukleosomu. Kombinace dna a histonových proteinů, které tvoří jaderný obsah, se často označuje jako chromatin.
Heterochromatin vs Euchromatin
Tradičně, mezifázové chromatinu je klasifikován buď jako euchromatin nebo heterochromatin, v závislosti na jeho úroveň zhutnění. Euchromatin je méně kompaktní konstrukce, a je často popisován jako 11 nm vlákno, které má vzhled ‚korálky na provázku, kde korálky představují nucleosomes a string, představuje DNA. Naproti tomu heterochromatin je kompaktnější a často se uvádí, že je složen z nukleosomového pole kondenzovaného na vlákno 30 nm. Je však třeba poznamenat, že vlákno 30 nm nebylo nikdy vizualizováno in vivo a jeho existence je sporná.
Euchromatin je méně kompaktní konstrukce, vzhledem k tomu, že heterochromatin je více kompaktní a skládá se z řady nucleosomes kondenzované do vlákna. Tyto úrovně zhutnění chromatinu jsou zde ilustrovány ve dvou chromozomech (oranžový a modrý).
S DNA kódující genetickou informaci buňky, kondenzace této molekuly je samozřejmě složitější, než může být reprezentován jednoduchou 11 nm nebo 30 nm vlákno modelů. Přepis strojů vyžaduje přístup k genetické informace v průběhu buněčného cyklu, zatímco replikace strojní zařízení bude kopírování DNA během S-fáze. Tato přidaná složitost je patrná v klíčových rozdílech mezi euchromatinem a heterochromatinem, a také v lokalizaci chromatinu v jádru.
skutečnost, že vnitřní mechanismy existují v kondenzaci DNA pro kontrolu přístupu pro transkripční nebo replikace účely se odráží v přítomnosti repetitivních DNA elementů, jako jsou satelitní sekvence, stejně jako transponovatelné elementy heterochromatin, zejména ve vysoce kondenzované centromery a telomer. Tyto regiony, které jsou známé jako konstitutivní heterochromatin, zůstávají zúžené během buněčného cyklu a nejsou aktivně přepsal. Fakultativní heterochromatin, který může být ukončena tvořit euchromatin, na druhé straně, je více dynamický charakter a mohou tvořit a měnit v reakci na buněčné signály a genové aktivity . Tato oblast často obsahuje genetickou informaci, která bude přepsána během buněčného cyklu.