Koncepti i "kromozomit" nuk është aq i ri në shkencë sa mund të duket në shikim të parë. Për herë të parë, ky term u propozua për të përcaktuar strukturën intranukleare të një qelize eukariote më shumë se 130 vjet më parë nga morfologu W. Waldeyer. Në emër është ngulitur aftësia e strukturës ndërqelizore për t'u ngjyrosur me ngjyra bazë.
Para së gjithash… Çfarë është kromatina?
Kromatina është një kompleks nukleoproteinik. Përkatësisht, kromatina është një polimer që përfshin proteina të veçanta kromozomale, nukleozome dhe ADN. Proteinat mund të përbëjnë deri në 65% të masës së një kromozomi. Kromatina është një molekulë dinamike dhe mund të marrë një numër të madh konfigurimesh.
Proteinat e kromatinës përbëjnë një pjesë të konsiderueshme të masës së saj dhe ndahen në dy grupe:
- Proteinat e histonit - përmbajnë aminoacide bazike në përbërjen e tyre (për shembull, argininë dhe lizinë). Rregullimi i histoneve është kaotik në formën e blloqeve përgjatë gjithë gjatësisë së molekulës së ADN-së.
- Proteinat johistone (rreth 1/5 e numrit total të histoneve) - janë proteina bërthamorenjë matricë që formon një rrjet strukturor në bërthamën ndërfazore. Është ajo që është baza që përcakton morfologjinë dhe metabolizmin e bërthamës.
Aktualisht, në citogjenetikë, kromatina ndahet në dy lloje: heterokromatina dhe eukromatina. Ndarja e kromatinës në dy lloje ndodhi për shkak të aftësisë së secilës specie për t'u ngjyrosur me ngjyra specifike. Kjo është një teknikë efikase e imazhit të ADN-së e përdorur nga citologët.
Heterokromatin
Heterokromatina është një pjesë e një kromozomi të kondensuar pjesërisht në interfazë. Funksionalisht, heterokromatina nuk ka vlerë, pasi nuk është aktive, veçanërisht në lidhje me transkriptimin. Por aftësia e tij për t'u ngjyrosur mirë përdoret gjerësisht në studimet histologjike.
Struktura e heterokromatinës
Heterokromatina ka një strukturë të thjeshtë (shih figurën).
Heterokromatina është e paketuar në globula të quajtura nukleozome. Nukleozomet formojnë struktura edhe më të dendura dhe kështu "ndërhyjnë" në leximin e informacionit nga ADN-ja. Heterokromatina formohet në procesin e metilimit të H3 histonit në lizinën 9, dhe më pas shoqërohet me proteinën 1 (HP1 - Heterochromatin Protein 1). Gjithashtu ndërvepron me proteina të tjera, duke përfshirë H3K9-metiltransferazat. Një numër kaq i madh i ndërveprimeve të proteinave me njëri-tjetrin është kusht për ruajtjen e heterokromatinës dhe shpërndarjes së saj. Struktura primare e ADN-së nuk ndikon në formimin e heterokromatinës.
Heterokromatina nuk është vetëm pjesë e veçantë, por edhe kromozome të tëra, të cilat mbeten në gjendje të kondensuar gjatë gjithë ciklit qelizor. Janë në fazën S dhe i nënshtrohen përsëritjes. Shkencëtarët besojnë se rajonet e heterokromatinës nuk mbajnë gjenet që kodojnë proteinën, ose numri i gjeneve të tilla është shumë i vogël. Në vend të gjeneve të tilla, sekuencat nukleotide të heterokromatinës kryesisht përbëhen nga përsëritje të thjeshta.
Llojet e heterokromatinës
Heterokromatina është e dy llojeve: fakultative dhe strukturore.
- Heterokromatina fakultative është kromatina që formohet gjatë formimit të një spirale të njërit prej dy kromozomeve të së njëjtës specie, ajo nuk është gjithmonë heterokromatike, por nganjëherë. Ai përmban gjene me informacion të trashëguar. Lexohet kur hyn në gjendjen eukromatike. Gjendja e kondensuar për heterokromatinën fakultative është një fenomen i përkohshëm. Ky është ndryshimi kryesor i tij nga ai strukturor. Një shembull i heterokromatinës fakultative është trupi i kromatinës, i cili përcakton gjininë femërore. Meqenëse një strukturë e tillë përbëhet nga dy kromozome X homologe të qelizave somatike, njëri prej tyre thjesht mund të formojë heterokromatinën fakultative.
- Heterokromatina strukturore është një strukturë e formuar nga një gjendje shumë e mbështjellë. Ai vazhdon gjatë gjithë ciklit. Siç u përmend më lart, gjendja e kondensuar për heterokromatinën strukturore është një fenomen konstant, në kontrast me një opsional. Quhet edhe heterokromatina strukturorekonstituive, dallohet mirë nga ngjyra C. Ndodhet larg bërthamës dhe zë rajonet centromerike, por ndonjëherë lokalizohet në rajone të tjera të kromozomit. Shpesh, gjatë interfazës, mund të ndodhë grumbullimi i seksioneve të ndryshme të heterokromatinës strukturore, duke rezultuar në formimin e kromocentrave. Në këtë lloj heterokromatine, nuk ka veti transkriptimi, domethënë nuk ka gjene strukturore. Roli i një segmenti të tillë të kromozomit nuk është plotësisht i qartë deri më tani, kështu që shkencëtarët priren ta mbështesin vetëm funksionin.
Eukromatin
Eukromatina janë pjesë e kromozomeve që dekondensohen në interfazë. Një vend i tillë është një strukturë e lirshme, por në të njëjtën kohë një strukturë e vogël kompakte.
Veçoritë funksionale të eukromatinës
Ky lloj kromatine është funksional dhe funksionalisht aktiv. Nuk ka vetinë e ngjyrosjes dhe nuk përcaktohet nga studimet histologjike. Në fazën e mitozës, pothuajse e gjithë eukromatina kondensohet dhe bëhet pjesë përbërëse e kromozomit. Funksionet sintetike gjatë kësaj periudhe, kromozomet nuk kryejnë. Prandaj, kromozomet qelizore mund të jenë në dy gjendje funksionale dhe strukturore:
- Gjendja aktive ose në punë. Në këtë kohë, kromozomet janë pothuajse plotësisht ose plotësisht të dekondensuar. Ato janë të përfshira në procesin e transkriptimit dhe riduplikimit. Të gjitha këto procese ndodhin drejtpërdrejt në bërthamën e qelizës.
- Gjendja joaktive e përgjumjes metabolike (jo funksionuese). Në këtë gjendje, kromozometkondensohen në maksimum dhe shërbejnë si transport për transferimin e materialit gjenetik në qelizat bija. Në këtë gjendje shpërndahet edhe materiali gjenetik.
Në fazën përfundimtare të mitozës, ndodh despiralizimi dhe formohen struktura me ngjyrë të dobët në formën e fijeve që përmbajnë gjenet e transkriptuara.
Struktura e çdo kromozomi ka variantin e vet, unik, të vendndodhjes së kromatinës: eukromatina dhe heterokromatina. Kjo veçori e qelizave i lejon citogjenetistët të identifikojnë kromozome individuale.
