Хроматин

Хроматин (от др.-греч. χρώματα — «цвета, краски») — нуклеопротеид, составляющий основу хромосом. Состоит из ДНК, РНК и белков (главным образом гистонов). Хроматин находится внутри ядра клеток эукариот и входит в состав нуклеоида у прокариот.

Именно в составе хроматина происходит реализация генетической информации, а также репликация и репарация ДНК.

До 25—40% сухого веса хроматина составляют гистоновые белки. Гистоны являются компонентом нуклеосом, надмолекулярных структур, участвующих в упаковке хромосом. Нуклеосомы располагаются довольно регулярно, так что образующаяся структура напоминает бусы. Нуклеосома состоит из гистонов четырёх типов: H2A, H2B, H3 и H4. Эти гистоны называются кóровыми. В одну нуклеосому входят по два кóровых гистона каждого типа — всего восемь белков. Линкерный гистон H1, более крупный, чем кóровые гистоны, связывается с ДНК в месте её входа на нуклеосому.

Нить ДНК с нуклеосомами образует нерегулярную соленоид-подобную структуру толщиной около 30 нанометров, так называемую 30 нм фибриллу. Дальнейшая упаковка этой фибриллы может иметь различную плотность. Если хроматин упакован плотно, его называют конденсированным или гетерохроматином, он хорошо видим под микроскопом. ДНК, находящаяся в гетерохроматине не транскрибируется, обычно это состояние характерно для незначащих или молчащих участков. В интерфазе гетерохроматин обычно располагается по периферии ядра (пристеночный гетерохроматин). Полная конденсация хромосом происходит перед делением клетки.

Если хроматин упакован неплотно, его называют эу- или интерхроматином. Этот вид хроматина гораздо менее плотный при наблюдении под микроскопом и обычно характеризуется транскрипционной активностью. Плотность упаковки хроматина во многом определяется модификациями гистонов — ацетилированием, фосфорилированием, метилированием и другими модификациями.

Считается, что в ядре существуют так называемые функциональные домены хроматина (ДНК одного домена содержит приблизительно 30 тысяч пар оснований), то есть каждый участок хромосомы имеет собственную «территорию». Вопрос пространственного распределения хроматина в ядре изучен пока недостаточно. Известно, что теломерные (концевые) и центромерные (отвечающие за связывание сестринских хроматид в митозе) участки хромосом закреплены на белках ядерной ламины.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Ядрышко – сферическое образование (1–5 мкм в диаметре), хорошо воспринимающее основные красители и располагающееся среди хроматина. В одном ядре может содержаться от 1 до 4 и даже более ядрышек. В молодых и часто делящихся клетках размер ядрышек и их количество увеличены. Ядрышко не является самостоятельной структурой. Оно формируется только в интерфазе, в определенных участках некоторых хромосом – ядрышковых организаторах, в которых содержатся гены, кодирующие молекулу рибосомальной РНК. В области ядрышкового анализатора осуществляется транскрипция с ДНК. В ядрышке происходит соединение рибосомальной РНК с белком и образование субъединицы рибосомы.

Аурика Луковкина, Полный курс за 3 дня. Гистология, 2009

Белки Сdс6 и Мст 2–7 описаны у многих представителей эукариот, включая млекопитающих. Недавно было показано, что в клетках S.ротbе и высших эукариот в ранней стадии формирования рге-RС участвует еще один белок – Cdt1 (cell division termination). Белки Мст 2–7 образуют гексамерный комплекс МСМ – ключевой компонент рге-RС. МСМ генерирует контрольный сигнал на нереплицированном хроматине для ингибирования преждевременного митоза в G1-фазе. Также он необходим для продвижения клетки по циклу в S-фазу. Присоединение МСМ к ориджину репликации регулируется фосфорилированием-дефосфорилированием отдельных субъединиц этого комплекса. Например, частичное дефосфорилирование Мст4-субъелиницы, гиперфосфорилированной в фазе М, способствует образованию рге-RС, а полное дефосфорилирование Мст3-субъединицы инактивирует комплекс и препятствует его связыванию с хроматином. В то же время, присоединение МСМ к ориджину зависит от белков Сdс6 и Сdt1, которые совместно «насаживают» МСМ на хроматин. В отсутствие Сdс6 клетки S.cerevisiae теряют способность инициировать репликацию ДНК и подвергаются «урезанному» митозу и нереплицированные хромосомы сегрегируют случайным образом к полюсам веретена.

И. М. Спивак, Репликация ДНК: учебное пособие, 2011

В нем находятся ядрышко (одно или несколько), хромосомы, ДНК, РНК, белки, углеводы, липиды. Ядрышко формируется определенными участками хромосом; в нем образуются рибосомы. Хромосомы видны только в делящихся клетках. В интерфазном (неделящемся) ядре они присутствуют в виде тонких длинных нитей хроматина (соединения ДНК с белком). Ядро, благодаря наличию в нем хромосом, содержащих наследственную информацию, выполняет функции центра, управляющего всей жизнедеятельностью и развитием клетки (рисунки 1, 2).

Ю. В. Блинохватова, Биология с основами экологии, 2013

Хроматин это вещество, хорошо воспринимающее краситель состоит из хроматиновых фибрилл, толщиной 20–25 нм, которые могут располагаться в ядре рыхло или компактно. При подготовке клетки к делению в ядре происходят спирализация хроматиновых фибрилл и превращение хроматина в хромосомы. После деления в ядрах дочерних клеток происходит деспира-лизация хроматиновых фибрилл

Группа авторов, Гистология

Ядрышко (nucleolus) – хорошо определяемое только в интерфазе ядерное образование (одно или несколько), наблюдаемое в клетках, активно синтезирующих белок. Под электронным микроскопом в ядрышке выделяют три типичных компонента: фибрилшрный компонент, состоящий из тонких, диаметром 5–8 нм, нитей (совокупность первичных транскриптов – предшественников рРНК); гранулярный компонент – скопление плотных частиц диаметром 10–20 нм (поздние стадии образования предшественников рРНК); аморфный компонент, представляющий собой связанный с ядрышком хроматин, состоящий из ДНК в области ядрышкового организатора хромосомы.

Р. П. Самусев, Общая и частная гистология, 2010

Стволовые клетки расположены в базальной части канальца изолированно от других сперматогоний. Морфологически в популяции стволовых А-сперматогоний различают светлые и темные клетки. Для обеих клеток характерно преобладание в ядрах деконденсированного хроматина и расположение ядрышек около ядерной оболочки. Однако в темных клетках типа А степень конденсации хроматина большая, чем в светлых клетках. Темные клетки относят к «резервным» медленно обновляющимся стволовым клеткам, а светлые – к полустволовым быстро обновляющимся клеткам. Для стволовых клеток характерно наличие овальных ядер с диффузно распределенным хроматином, одного или двух ядрышек, большое содержание в цитоплазме рибосом и полисом, малое количество других органелл.

Г. Г. Верещако, Влияние электромагнитного излучения мобильных телефонов на состояние репродуктивной системы и потомство, 2015

В дальнейшем были исследованы особенности организации генетического материала у прокариот, эукариот и вирусов, а также у клеточных органоидов – митохондрий и хлоропластов, открыты т. н. мобильные гены, перемещающиеся по геному, расшифрована структура (нуклеотидная последовательность) геномов ряда организмов, в т. ч. человека. Разработка методов выделения, клонирования и гибридизации отдельных генов (участков ДНК) привела к появлению важной в практическом отношении генной инженерии, ряда направлений в биотехнологии. См. также Аллель, Геном, Хроматин.

А. П. Горкин, Энциклопедия «Биология» (без иллюстраций), -1

В дальнейшем были исследованы особенности организации генетического материала у прокариот, эукариот и вирусов, а также у клеточных органоидов – митохондрий и хлоропластов, открыты т.н. мобильные гены, перемещающиеся по геному, расшифрована структура (нуклеотидная последовательность) геномов ряда организмов, в т.ч. человека. Разработка методов выделения, клонирования и гибридизации отдельных генов (участков ДНК) привела к появлению важной в практическом отношении генной инженерии, ряда направлений в биотехнологии. См. также Аллель, Геном, Хроматин.

А. П. Горкин, Энциклопедия «Биология» (с иллюстрациями), -1

При гистологическом исследовании ткани костного мозга можно увидеть, что фибробласты содержат в себе круглое или вытянутой формы ядро с плотной или разреженной структурой хроматина, а также отростчатую цитоплазму. При цитологическом исследовании этого же препарата невозможно с достоверностью выделить фибробласт среди других клеток, входящих в состав костного мозга. Однако фибробласты могут внешне быть неотличимы от элементов лимфоидной ткани. В культуре фибробласты отличаются от других клеток круглым ядром, имеющим правильную грубоватую структуру хроматина и одно ядрышко. Фибробласты, содержащие компактные ядра без нуклеол, носят название фиброцитов.

М. В. Дроздова, Заболевания крови, 2008

Промежуточные клетки (препикнотичные) отличаются от поверхностных размером и структурой ядра (рис. 4). Ядра их пузырьковидные, овальные или округлые, с четкой структурой хроматина. Цитоплазма может быть эозинофильной, цианофильной, характерна складчатость. Менее зрелые промежуточные клетки округло-овальной формы, меньших размеров, ядра имеют такую же структуру, как и в зрелых клетках, цитоплазма более плотная, иногда края ее заворачиваются (навикулярные, ладьевидные клетки). Лактобациллы способны вызывать лизис промежуточных клеток (цитолитическое действие), в то время как на поверхностные клетки этот пептический эффект распространяется редко.

А. Р. Хачатурян, Кольпоскопия. Основы алгоритмов диагностики и тактики ведения заболеваний шейки матки, 2011

Плазматические клетки можно различить в счетной камере. Раствор фуксина хорошо окрашивает и ядро, и цитоплазму клеток. Ядро плазмоцита очень характерно: базофильный хроматин имеет глыбчатое строение, 3–4 крупные глыбки хорошо выделяются на фоне ядра. Цитоплазма окрашена интенсивно и не содержит включений. На окрашенном препарате плазматические клетки имеют округлую форму и круглое ядро. Ядра плазмоцитов гиперхромны, отодвинуты к периферии клетки. Возможно также наличие двухъядерных форм плазматических клеток; цитоплазма клетки базофильна, особенно интенсивно окрашена на периферии. Количество цитоплазмы может быть различным, иногда встречается лишь в виде узкой каймы, окружающей ядро.

А. М. Соловьев, 250 показателей здоровья, 2013

Антионкогенную функцию выполняют и синтезируемые клетками разных тканей полиамины – спермин и спермидин. Эти вещества участвуют в регуляции клеточной пролиферации и дифференцировки, их уровень увеличивается при росте и регенерации тканей. В то же время полиамины стабилизируют хроматин и ядерные белки за счет образования комплексов с отрицательно заряженными группами белков и ДНК. Снижение уровня полиаминов приводит к индукции апоптоза.

В. Ю. Барсуков, Патологическая физиология, -1

Атипизм ультраструктур, выявляемый при электронно-микроскопическом исследовании, выражается в увеличении числа преимущественно свободно лежащих рибосом, полисом, появлении аномальных митохондрий. Цитоплазма скудная, ядра крупные, округлой или неправильной формы, с маргинальным или диффузным расположением хроматина. Выявляются многочисленные мембранные контакты ядра, митохондрий и эндоплазматической сети, которые в нормальной клетке выявляются очень редко. Все эти признаки характерны для незрелых недифференцированных клеток. Однако при электронно-микроскопическом исследовании можно выявить клетки со специфической дифференцировкой для той ткани, из которой берет начало новообразование. Этот признак часто используется для установления гистогенеза опухоли. Многие исследователи пытались найти специфические для опухолевых клеток электронно-микроскопические признаки, однако, до настоящего времени такие признаки найдены не были. Поэтому поставить диагноз только на основании электронно-микроскопического исследования нельзя.

Д. А. Мантров, Энциклопедия клинической онкологии, -1

Впоследствии сторонниками физико-химического направления проводились опыты по поиску заменителей действия сперматозоида на яйцо. Например, Жак Леб полагал, что причиной деления клеток является несоответствие между запасными веществами цитоплазмы и хроматиновым веществом ядра. Действие сперматозоида заключается в запуске и ускорении синтеза хроматина ядра из веществ цитоплазмы. Положительный катализатор, привносимый спермием в яйцо, не был обнаружен, поэтому ученые предположили возможность наличия отрицательного катализатора в самом яйце. Этот блок устраняется сперматозоидом в процессе оплодотворения. При естественном партеногенезе этот блок отсутствует, а при искусственном нейтрализуется в результате действия подобранного агента.

И. А. Зайцева, Секретные результаты опытов клонирования. Сколько их среди нас?, 2007

Микроскопические признаки некроза: изменения возникают в паренхиме и строме. В ядре происходит кариопикноз (уплотнение хроматина и уменьшение ядра), кариорексис (распад ядра на отдельные фрагменты) и кариолизис (ядро полностью растворяется).

М. А. Колесникова, Патологическая анатомия, -1