دسته‌بندی نشده
کروماتین چیست؟
کروماتین یک ماده ژنتیکی یا یک ماکرومولکول متشکل از DNA، RNA و پروتئین‌های مرتبط است که کروموزوم‌هایی را در هسته یک سلول یوکاریوتی تشکیل می‌دهند.
این مارومولکول در داخل هسته سلول قرار دارد. وظایف اصلی این ماده ژنتیکی عبارتند از:
- جلوگیری از آسیب به DNA
- بسته بندی محکم DNA برای جا گرفتن در سلول
- کنترل تکثیر DNA و بیان ژن
- از مولکول DNA برای اجازه دادن به فرآیند چرخه سلولی میوز و میتوز پشتیبانی کنید.
2. کروماتین
3. مارپیچ DNA
متن عکس: کروماتین یک ماده ژنتیکی یا یک ماکرومولکول متشکل از DNA، RNA و پروتئین است که منجر به تشکیل کروموزوم در هسته یوکاریوتی می‌شود که کروماتین نامیده می‌شود.
ساختار کروماتین یا به اصطلاح نوکلئوزوم‌ها وقتی در زیر میکروسکوپ نوری شکل کشیده شده آن را مشاهده می‌کنید شبیه قرار گرفتن رشته روی مهره است. هر نوکلئوزوم شامل DNA است که با هشت پروتئین به نام هیستون پیچیده شده است. بعداً، این نوکلئوزوم‌ها با یک سلونوئید (solenoid) 30 نانومتری مارپیچ در بر گرفته می‌شوند. بنابراین وجود پروتئین‌های هیستون (histone) به حمایت از ساختار کروماتین کمک می‌کند.
ساختار
ساختار کروماتین توسط تعدادی از عوامل کنترل می‌شود. ساختار کامل عمدتاً به مراحل چرخه سلولی بستگی دارد. آنها در طول تقسیم سلولی دچار تغییرات ساختاری مختلفی می‌شوند. ساختار کروموزوم‌ها به وضوح زیر یک میکروسکوپ نوری در طول متافاز قابل مشاهده است که در حالی که DNA تکثیر شده و به دو سلول تقسیم می‌شود، شکل آنها تغییر می‌کند.
در گروه کروماتین‌ها 3 مرحله وجود دارد:
- نوکلئوزوم‌ها (Nucleosomes ) از پیچیدن DNA به دور پروتئین‌های هیستون (histone ) تشکیل می‌شوند
- هیستون‌های (histone ) متعدد در یک فیبر 30 نانومتری متشکل از نوکلئوزوم (Nucleosomes ) پیچیده می‌شوند
- بسته بندی DNA سطح بالاتر از فیبر 30 نانومتری در کروموزوم متافاز
روش‌های مورد استفاده برای آنالیز کروماتین
-
توالی یابی ایمونوپرسیتیشن کروماتین (Chromatin Immunoprecipitation)
فرآیندی که عمدتاً برای تجزیه و تحلیل برهمکنش‌های پروتئین با DNA استفاده می‌شود. محل‌های اتصال پروتئین‌های ترکیبی DNA، با رسوب کروماتین و توالی‌یابی موازی DNA شناسایی می‌شوند.
-
جداسازی توالی عناصر تنظیمی به کمک فرمالدهید (Formaldehyde)
این روش عمدتاً برای کنترل توالی آن مناطق DNA که مربوط به فعالیت تنظیمی هستند، استفاده می‌شود.
-
توالی یابی محل‌های بسیار حساس DNase I
عمدتاً برای تشخیص موقعیت مناطق نظارتی، بر اساس توالی یابی در سطح ژنوم، که به برش توسط DNase I حساس است، استفاده می‌شود.
-
سنجش توالی‌یابی کروماتین قابل دسترس و قابل انتقال
تکنیکی که عمدتاً برای مطالعه چگونگی دسترسی کروماتین استفاده می‌شود. ATAC-seq روش مخالف MNase-seq است. ترانسپوزاز Tn5 برای انتقال مصنوعی به نواحی موجود ژنوم استفاده می‌شود.
ردپای DNA
تکنیکی که عمدتاً برای شناسایی پروتئین متصل شونده به DNA استفاده می‌شود:
توالی نوکلئاز میکروکوکی (Micrococcal Nuclease)
روشی که عمدتاً برای مطالعه نوکلئوزوم‌ها با هضم کروماتین‌ها استفاده می‌شود. این توالی یابی عمدتاً از آنزیم نوکلئاز میکروکوکی برای شناسایی موقعیت نوکلئوزوم در سراسر ژنوم استفاده می‌کند.
تفاوت بین کروماتین و کروموزوم‌ها
DNA توسط پروتئین‌های خاصی به نام هیستون بسته بندی می‌شود تا کروماتین را تشکیل دهد. کروماتین بیشتر متراکم می‌شود و کروموزوم را تشکیل می‌دهد. این بدان معنی است که کروماتین در مراتب پایین تر از سازماندهی DNA است در حالی که کروموزوم‌ها در مرتبه بالاتری از سازماندهی DNA هستند.
برای درک تفاوت کروماتین و کروموزوم‌ها با یکدیگر، بیایید نگاهی به برخی از تفاوت‌های عمده بین کروماتین و کروموزوم‌ها بیندازیم.
کروماتین
- در هسته سلول ما قرار دارد.
- از DNA و پروتئین‌هایی تشکیل شده است که متراکم می‌شوند و کروموزوم‌ها را تشکیل می‌دهند.
- ساختار DNA را در یک واحد فشرده می‌کند تا بتواند در هسته قرار گیرد.
- پروتئین‌های هیستونی DNA را در ساختارهای خاصی به نام نوکلئوزوم سازماندهی می‌کنند.
- نوکلئوزوم بیشتر جمع می‌شود تا فیبر کروماتین را تشکیل دهد.
کروموزوم‌ها
- DNA در ساختارهای نخ مانندی به نام کروموزوم بسته بندی شده است.
- DNA چندین بار در اطراف پروتئین‌های هیستون پیچیده می‌شود تا یک کروموزوم تشکیل دهد.
- کروموزوم‌ها از تراکم الیاف کروماتین تشکیل می‌شوند.
مطالعه بیشتر:
مترجم: بهار کنعانی
مثل همیشه عالی و قابل استفاده
سلام
ببخشید آیا کروماتین ، کروموزوم فشرده نشده است(چه مضاعف و چه تک کروماتیدی) یا اینکه کروماتید فشرده نشده است ؟منظورم این هست که یک سلول که از مرحله s اینترفاز گذشته و کروموزوم هاش مضاعف شده از ۴۶ تا کروماتین تشکیل شده یا ۹۲ تا کروماتین؟
و دومین سوالم اینکه آیا در پروفاز ۱ میوز امکان مشاهده کروماتین هست یا اینکه کروماتین نداریم در پروفاز
پاسخ به سؤال اول: کروماتین و تعداد آن در سلول پس از S فاز
کروماتین، شکل کم‌تراکم و غیر فشرده‌ی DNA است که در هسته سلول در فاز اینترفاز دیده می‌شود. کروماتین در طی تقسیم سلولی متراکم شده و کروموزوم‌ها را تشکیل می‌دهد.
در فاز S اینترفاز، DNA دو برابر می‌شود ولی تعداد کروموزوم‌ها ثابت می‌ماند. یعنی:
✅ قبل از S فاز: سلول 46 کروموزوم تک‌کروماتیدی دارد.
✅ بعد از S فاز: سلول 46 کروموزوم دوکروماتیدی دارد، که هر کروموزوم از دو کروماتید خواهری تشکیل شده است.
اما برای پاسخ دقیق به سوال:
اگر کروماتین را معادل DNA رشته‌ای غیر متراکم در نظر بگیریم، تعداد کروماتین برابر ۹۲ رشته کروماتین خواهد بود، زیرا هر کروماتید در واقع یک رشته‌ی کروماتینی فشرده است.
ولی اگر کروماتین را معادل کل ساختار کروموزومی در حالت غیر متراکم در نظر بگیریم، همچنان ۴۶ کروماتین داریم که هرکدام شامل دو کروماتید هستند.
پس ۹۲ رشته‌ی کروماتینی وجود دارد، ولی ۴۶ واحد کروماتین در سطح سازماندهی کروموزومی داریم.
پاسخ به سؤال دوم: آیا در پروفاز ۱ میوز کروماتین قابل مشاهده است؟
در پروفاز ۱ میوز، کروموزوم‌ها شروع به متراکم شدن می‌کنند، بنابراین کروماتین به تدریج به کروموزوم‌های متراکم‌شده تبدیل می‌شود.
🔹 در اوایل پروفاز ۱ (مرحله لپتوتن)، کروماتین هنوز کمی باز است، ولی به تدریج کروموزوم‌ها مشخص‌تر می‌شوند.
🔹 در مراحل بعدی پروفاز ۱ (زیگوتن و پاکی‌تن)، کروموزوم‌ها با میکروسکوپ نوری کاملاً قابل مشاهده‌اند و کروماتین دیگر به شکل آزاد دیده نمی‌شود.
🔹 در دیپلوتن و دیاکینز، کروموزوم‌ها کاملاً متراکم شده‌اند و ساختارهای کروماتیدی کاملاً مشخص هستند.
نتیجه: در اوایل پروفاز ۱، کروماتین ممکن است هنوز تا حدی قابل مشاهده باشد، اما در اواخر پروفاز ۱، دیگر کروماتین به‌صورت آزاد وجود ندارد و همه به‌صورت کروموزوم متراکم شده‌اند.