Bërthama në një qelizë eukariote është organeli qendror nga i cili varen aktiviteti jetësor dhe proceset sintetike. Një pjesë e konsiderueshme e përmbajtjes së bërthamës përfaqësohet nga molekula filamentoze të ADN-së me shkallë të ndryshme ngjeshjeje në kombinim me proteinat. Këto janë eukromatina (ADN e dekondensuar) dhe heterokromatina (copa të ADN-së të mbushura dendur).
Eukromatina luan një rol të rëndësishëm në jetën e qelizës. Ai lexon "udhëzimin" për montimin e acidit ribonukleik (ARN), i cili bëhet baza për sintezën e molekulave polipeptide.
A kanë të gjithë një bërthamë?
Të gjitha qeniet e gjalla, nga më të voglat tek gjigantët, pajisen me informacion gjenetik në formën e acidit deoksiribonukleik. Ekzistojnë dy forma thelbësisht të ndryshme të përfaqësimit të tij në qeliza:
- Organizmat prokariote (para-bërthamore) kanë qeliza të pakompartmentuara. Depoja e ADN-së rrethore të tyre të vetme që nuk lidhet me proteina është vetëm një copëzcitoplazma e quajtur nukleoid. Riprodhimi i acidit nukleik dhe sinteza e proteinave ndodhin në prokariote në një hapësirë të vetme qelize. Nuk do t'i shohim me sy të lirë, sepse përfaqësuesit e këtij grupi organizmash janë baktere mikroskopike, me përmasa deri në 3 mikron.
- Organizmat eukariote karakterizohen nga një strukturë qelizore më komplekse, ku informacioni trashëgues mbrohet nga një membranë e dyfishtë e bërthamës. Molekulat lineare të ADN-së, së bashku me proteinat e histonit, formojnë kromatinë, e cila prodhon në mënyrë aktive ARN me ndihmën e komplekseve polienzimë. Sinteza e proteinave ndodh në citoplazmë në ribozome.
Bërthama e formuar në qelizat eukariote mund të shihet gjatë interfazës. Karioplazma përmban një shtyllë proteinike (matricë), nukleola dhe komplekse nukleoproteinike të përbëra nga seksione të heterokromatinës dhe eukromatinës. Kjo gjendje e bërthamës vazhdon deri në fillimin e ndarjes qelizore, kur membrana dhe nukleolat zhduken dhe kromozomet marrin një formë kompakte si shufër.
Kryesore në thelb
Përbërësi kryesor i përmbajtjes së bërthamës, kromatina, është pjesa semantike e saj. Funksionet e tij përfshijnë ruajtjen, zbatimin dhe transmetimin e informacionit gjenetik për një qelizë ose organizëm. Pjesa e riprodhuar drejtpërdrejt e kromatinës është eukromatina, e cila mbart të dhëna për strukturën e proteinave dhe llojeve të ndryshme të ARN-së.
Pjesët e mbetura të bërthamës kryejnë funksione ndihmëse, ofrojnë kushtet e duhura për zbatimin e informacionit gjenetik:
- bërthamë -zona të ngjeshura me përmbajtje bërthamore që përcaktojnë vendet për sintezën e acideve ribonukleike për ribozomet;
- Matrica e proteinave organizon rregullimin e kromozomeve dhe të gjithë përmbajtjes së bërthamës, ruan formën e saj;
- Mjedisi i brendshëm gjysmë i lëngshëm i bërthamës, karioplazma, siguron transportin e molekulave dhe rrjedhën e proceseve të ndryshme biokimike;
- Gavorca me dy shtresa të bërthamës, karyolemma, mbron materialin gjenetik, siguron përçueshmëri dypalëshe selektive të molekulave dhe komplekseve molekulare për shkak të poreve komplekse bërthamore.
Çfarë do të thotë kromatina
Kromatina mori emrin e saj në 1880 falë eksperimenteve të Flemming-ut mbi vëzhgimin e qelizave. Fakti është se gjatë fiksimit dhe ngjyrosjes, disa pjesë të qelizës manifestohen veçanërisht mirë ("kromatin" do të thotë "e njollosur"). Më vonë doli se ky komponent përfaqësohet nga ADN-ja me proteina, e cila, për shkak të vetive të saj acidike, percepton në mënyrë aktive ngjyrat alkaline.
Kromozomet e njollosura janë të dukshme në pjesën qendrore të qelizës në foto, duke formuar një pllakë metafaze.
Format e ekzistencës së ADN-së
Në qelizat e organizmave eukariotikë, komplekset nukleoproteinike të kromatinës mund të jenë në dy gjendje.
- Në procesin e ndarjes së qelizave, ADN-ja arrin kthesën e saj maksimale dhe përfaqësohet nga kromozomet mitotike. Çdo fije floku formon një kromozom të veçantë.
- Gjatë interfazës, kur ADN-ja e qelizave është më e dekondensuar, kromatina mbushet në mënyrë të barabartëhapësira e bërthamës ose formon grumbullime të dukshme në një mikroskop me dritë. Kromoqendra të tilla zbulohen më shpesh pranë membranës bërthamore.
Këto gjendje janë alternativë ndaj njëra-tjetrës, kromozomet plotësisht të ngjeshura nuk ruhen në interfazë.
Eukromatina dhe heterokromatina
Kromatina ndërfazore është një kromozom që ka humbur formën e tij kompakte. Sythet e tyre lirohen, duke mbushur vëllimin e bërthamës. Ekziston një lidhje e drejtpërdrejtë midis shkallës së dekondensimit dhe aktivitetit funksional të kromatinës.
Pjesët e saj, plotësisht të "zbërthyera", quhen kromatinë difuze ose aktive. Është praktikisht i padukshëm nën një mikroskop të lehtë pas ngjyrosjes. Kjo është për shkak se heliksi i ADN-së është vetëm 2 nm i trashë. Emri tjetër i saj është eukromatin.
Kjo gjendje u siguron komplekseve enzimatike akses në fragmentet semantike të ADN-së, lidhjen dhe funksionimin e tyre të lirë. Struktura e ARN-së mesazhere (transkriptimi) lexohet nga rajonet difuze nga ARN polimerazat, ose vetë ADN-ja kopjohet (përsëritja). Sa më i lartë të jetë aktiviteti sintetik i qelizës në këtë moment, aq më i madh është proporcioni i eukromatinës në bërthamë.
Seksionet difuze të kromatinës alternohen me zona kompakte, të përdredhura ndryshe të heterokromatinës. Për shkak të densitetit më të madh, heterokromatina e ngjyrosur është qartë e dukshme në bërthamat ndërfazore.
Figura tregon kromatinë me shkallë të ndryshme ngjeshjeje:
- 1 - molekula e ADN-së me dy zinxhirë;
- 2 - histonproteina;
- 3 - ADN-ja e mbështjellë rreth kompleksit të histonit për 1,67 kthesa formon një nukleozom;
- 4 - solenoid;
- 5 - kromozom ndërfazor.
Delikat e përkufizimit
Eukromatina në një moment të caktuar kohor mund të mos përfshihet në proceset sintetike. Në këtë rast, ajo është përkohësisht në një gjendje më kompakte dhe mund të ngatërrohet me heterokromatinë.
Heterokromatina reale, ajo quhet edhe konstituive, nuk mbart një ngarkesë semantike dhe dekondensohet vetëm në procesin e riprodhimit. ADN-ja në këto vende përmban sekuenca të shkurtra, të përsëritura që nuk kodojnë për aminoacide. Në kromozomet mitotike, ato janë në rajonin e shtrëngimit parësor dhe mbaresave telomerike. Ata gjithashtu ndajnë seksione të ADN-së së transkriptuar, duke formuar fragmente ndërkalare (ndërkalare).
Si "funksionon" eukromatina
Eukromatina përmban gjene që përcaktojnë përfundimisht strukturën e proteinave (gjenet strukturore). Dekodimi i sekuencës nukleotidike në një proteinë ndodh me ndihmën e një ndërmjetësi të aftë, ndryshe nga kromozomet, të largohet nga bërthama - ARN lajmëtare.
Gjatë transkriptimit, ARN sintetizohet në një shabllon të ADN-së nga nukleotidet e lira adenil, uridil, citidil dhe guanil. Transkriptimi kryhet nga kompleksi enzimë ARN polimeraza.
Disa gjene përcaktojnë sekuencën e llojeve të tjera të ARN (transport dhe ribozomale) të nevojshme për të përfunduar proceset e sintezës së proteinave në citoplazmë ngaaminoacide.
Heterokromatina e një kromozomi të vetëm shpesh grumbullohet në një kromoqendër të shënuar mirë. Rreth tij janë sythe të eukromatinës së despiralizuar. Falë këtij konfigurimi të bërthamës së ADN-së, komplekset enzimë dhe nukleotidet e lira, të nevojshme për zbatimin e funksioneve të eukromatinës, përshtaten lehtësisht me pjesët semantike.
