"Хромосома" түшүнүгү илимде бир караганда биринчи көрүнгөндөй жаңы эмес. Эукариоттук клетканын ядро ичиндеги түзүлүшүн белгилөө үчүн биринчи жолу бул термин морфолог В. Вальдейер тарабынан 130 жылдан ашык мурда сунушталган. Аталышында клетка ичиндеги түзүлүштүн негизги боёктор менен боёо жөндөмү камтылган.
Биринчиден… Хроматин деген эмне?
Хроматин – нуклеопротеиддердин комплекси. Тактап айтканда, хроматин - бул атайын хромосомалык белокторду, нуклеосомаларды жана ДНКны камтыган полимер. Белоктор хромосоманын массасынын 65% ын түзө алат. Хроматин динамикалык молекула жана көп сандагы конфигурацияларды кабыл алат.
Хроматин белоктору анын массасынын олуттуу бөлүгүн түзөт жана эки топко бөлүнөт:
- Гистон протеиндери - курамында негизги аминокислоталар бар (мисалы, аргинин жана лизин). Гистондордун тизилиши ДНК молекуласынын бүт узундугу боюнча блоктор түрүндө башаламан.
- Гистондук эмес белоктор (гистондордун жалпы санынын болжол менен 1/5 бөлүгү) - ядролук белокфаза аралык ядродо структуралык тармакты түзүүчү матрица. Ал ядронун морфологиясын жана метаболизмин аныктаган негиз болуп саналат.
Учурда цитогенетикада хроматин эки түргө бөлүнөт: гетерохроматин жана эвхроматин. Хроматиндин эки түргө бөлүнүшү ар бир түрдүн өзгөчө боёктор менен боёо жөндөмүнөн улам болгон. Бул цитологдор колдонгон ДНКны сүрөттөөнүн эффективдүү ыкмасы.
Гетерохроматин
Гетерохроматин – хромосоманын интерфазада жарым-жартылай конденсацияланган бөлүгү. Функционалдык жактан гетерохроматин эч кандай мааниге ээ эмес, анткени ал активдүү эмес, өзгөчө транскрипцияга карата. Бирок анын жакшы боёо жөндөмү гистологиялык изилдөөлөрдө кеңири колдонулат.
Гетерохроматиндин түзүлүшү
Гетерохроматин жөнөкөй түзүлүшкө ээ (сүрөттү караңыз).
Гетерохроматин нуклеосома деп аталган глобулаларга жыйылган. Нуклеосомалар ого бетер тыгыз структураларды түзүшөт жана ошентип ДНКдан маалыматты окууга "кийлигишет". Гетерохроматин 9-лизинде Н3 гистонунун метилденүү процессинде пайда болуп, андан кийин 1-белок (HP1 - гетерохроматин протеин 1) менен байланышкан. Ошондой эле H3K9-methyltransferases, анын ичинде башка белоктор менен өз ара аракеттенет. Мындай көп сандагы белоктун бири-бири менен өз ара аракеттенүүсү гетерохроматинди жана анын бөлүштүрүлүшүн сактоонун шарты болуп саналат. ДНКнын негизги түзүлүшү гетерохроматиндин пайда болушуна таасирин тийгизбейт.
Гетерохроматин өзүнчө бөлүктөр гана эмес, бүткүл клетка цикли бою конденсацияланган абалда кала турган бүтүндөй хромосомалар. Алар S-фазасында жана репликацияга дуушар болушат. Окумуштуулар гетерохроматин аймактары белокту коддоочу гендерди алып жүрбөйт же мындай гендердин саны өтө аз деп эсептешет. Мындай гендердин ордуна гетерохроматиндин нуклеотиддик тизмеги көбүнчө жөнөкөй кайталануулардан турат.
Гетерохроматиндин түрлөрү
Гетерохроматин эки түрдүү болот: факультативдик жана структуралык.
- Факультативдик гетерохроматин – бир түрдүн эки хромосомасынын биринин спиралынын пайда болушунда пайда болгон хроматин, ал дайыма гетерохроматтуу эмес, кээде. Ал тукум куучулук маалыматы бар гендерди камтыйт. Ал эвхроматтык абалга киргенде окулат. Факультативдик гетерохроматин үчүн конденсацияланган абал убактылуу көрүнүш. Бул анын структуралык негизги айырмасы болуп саналат. Факультативдик гетерохроматинге мисал катары аял жынысын аныктоочу хроматиндин денеси саналат. Мындай түзүлүш соматикалык клеткалардын эки гомолог X-хромосомасынан тургандыктан, алардын бири жөн гана факультативдик гетерохроматинди түзө алат.
- Структуралык гетерохроматин – бул өтө ийилген абалда пайда болгон түзүлүш. Бул цикл бою сакталат. Жогоруда айтылгандай, структуралык гетерохроматин үчүн конденсацияланган абал факультативдиктен айырмаланып, туруктуу кубулуш болуп саналат. Структуралык гетерохроматин да деп аталаттүзүүчү, ал C-түсү менен жакшы аныкталат. Ал ядродон алыс жайгашкан жана центромердик аймактарды ээлейт, бирок кээде хромосоманын башка аймактарында локалдашкан. Көбүнчө интерфаза учурунда структуралык гетерохроматиндин ар кандай бөлүмдөрүнүн агрегацияланышы мүмкүн, натыйжада хромоцентрлер пайда болот. Гетерохроматиндин бул түрүндө транскрипциялык касиет жок, башкача айтканда структуралык гендер жок. Хромосоманын мындай сегментинин ролу азырынча так эмес, андыктан окумуштуулар бул функцияны гана колдошот.
Еухроматин
Эухроматин - интерфазада деконденсацияланган хромосомалардын бөлүктөрү. Мындай локус бош, бирок ошол эле учурда кичинекей компакт структура болуп саналат.
Эухроматиндин функционалдык өзгөчөлүктөрү
Хроматиндин бул түрү иштейт жана функционалдык жактан активдүү. Ал боёк касиетине ээ эмес жана гистологиялык изилдөөлөр менен аныкталбайт. Митоз фазасында эухроматиндин дээрлик бардыгы конденсацияланып, хромосоманын ажырагыс бөлүгүнө айланат. Бул мезгилде синтетикалык функцияларды хромосома аткарбайт. Демек, клеткалык хромосомалар эки функциялык жана структуралык абалда болушу мүмкүн:
- Активдүү же иштөө абалы. Бул учурда хромосомалар дээрлик толугу менен же толугу менен деконденсацияланган. Алар транскрипция жана редупликация процессине катышат. Бул процесстердин баары түздөн-түз клетканын ядросунда болот.
- Зат алмашуунун активдүү эмес абалы (иштебеген). Бул абалда хромосомалармаксималдуу конденсацияланат жана генетикалык материалды кыз клеткаларына өткөрүү үчүн транспорт катары кызмат кылат. Бул абалда генетикалык материал да бөлүштүрүлөт.
Митоздун акыркы фазасында деспирализация болуп, транскрипцияланган гендерди камтыган жиптер түрүндөгү начар түстүү структуралар пайда болот.
Ар бир хромосоманын структурасында хроматиндин жайгашуусунун өзүнүн уникалдуу варианты бар: эухроматин жана гетерохроматин. Клеткалардын бул өзгөчөлүгү цитогенетиктерге жеке хромосомаларды аныктоого мүмкүндүк берет.
