Хроматин в зависимост от локализацията в ядрото. Основи на общата цитология
ЯДРО И КЛЕТЪЧНО ДЕЛЕНИЕ
Възникващите неядрени структури (еритроцити, тромбоцити, рогови люспи) са резултат от специфична диференциация на ядрени клетъчни форми
В тялото има и структури, съдържащи десетки и стотици ядра. Те включват симпласти и синцитии.
Симпластите се образуват в резултат на клетъчно сливане и са многоядрени протоплазмени нишки.
Синцитият се образува в резултат на непълно клетъчно делене и представлява гнездо, група клетки, обединени от цитоплазмени мостове.
Ядрото има различна форма, по-често - заоблени, по-рядко - пръчковидни или неправилни. Трябва да се отбележи, че формата на ядрото има тенденция да повтаря формата на клетката и отговаря на функционалната цел. Така например в гладките миоцити с вретеновидна форма ядрото е пръчковидно. Кръвните лимфоцити имат кръгла форма и техните ядра обикновено са кръгли.
Функции на ядрото:
Съхранение и трансфер наследствена информациядъщерни клетки
Регулация на протеиновия синтез
Съхранение генетична информацияТова се осигурява от факта, че ДНК на хромозомите съдържа възстановителни ензими, които възстановяват хромозомите на ядрото след тяхното увреждане. Прехвърлянето на наследствена информация става с равномерно разпределение на идентични копия на ДНК между дъщерните клетки по време на разделянето на майката.
Синтезът на протеини се регулира поради факта, че всички видове РНК се транскрибират върху повърхността на ДНК на хромозомите: информационни, рибозомни и транспортни, които участват в синтеза на протеини на повърхността на гранулирания ER.
Структурните образувания на ядрото са най-силно изразени в определен период от живота на клетката - в интерфазата.
Структурни елементи на интерфазното ядро:
1) хроматин
2) ядро
3) кариолема
4) кариоплазма
ХРОМАТИН
Това е елементът на ядрото, който възприема добре багрилата (хромос), откъдето идва и името му. Съставът на хроматина включва нишки - елементарни фибрили с дебелина 20-25 nm, разположени свободно или компактно в ядрото. Това се основава на разделянето на хроматина на 2 вида:
1) еухроматин - насипен (декондензиран), слабо оцветен с основни багрила.
2) хетерохроматин - компактен (кондензиран), оцветява добре с основни багрила.
Еухроматинът се нарича активен, хетерохроматинът се нарича неактивен. Активността на еухроматина се обяснява с факта, че в този случай ДНК фибрилите са деспирализирани, т.е. са открити гени, на повърхността на които се извършва РНК транскрипция. Това създава условия за РНК транскрипция. В случай, че хромозомната ДНК не е деспирализирана, тогава гените са затворени тук, което затруднява транскрипцията на РНК от тяхната повърхност. В резултат на това се намалява протеиновият синтез. Ето защо хетерохроматинът е неактивен. Съотношението на еу- и хетерохроматин в ядрото е показател за активността на синтетичните процеси в клетката.
Хроматинът променя физическото си състояние в зависимост от функционалната активност на клетката. По време на деленето се наблюдава кондензация на хроматина и превръщането му в хромозоми. Следователно хроматинът и хромозомите са различни физически състояниясъщото вещество.
Химичен състав на хроматина:
- ДНК - 40%
- Протеини - 60%
- РНК - 1%
Ядрените протеини са представени в две форми:
Основни (хистонови) протеини (80-85%)
Киселинни (нехистонови) протеини (15-20%).
Нехистоновите протеини образуват протеинова мрежа в кариоплазмата (ядрена матрица), осигурявайки вътрешния ред на хроматина. Хистоновите протеини образуват блокове, всеки от които се състои от 8 молекули. Тези блокове се наричат нуклеозоми. Фибрил от ДНК се увива около нуклеозомата. Функции на хистоновите протеини:
Специално подреждане на ДНК хромозомите
регулиране на протеиновия синтез.
Ядрен хроматине комплекс от дезоксирибонуклеинови киселини с протеини, където ДНК е в различна степен на кондензация.
При светлинна микроскопия хроматинът представлява струпвания с неправилна форма, които нямат ясни граници, оцветени с основни багрила. Слабо и силно кондензирани зони на хроматин плавно преминават един в друг. Електронно-плътният, ярко оцветен хетерохроматин и по-малко оцветеният, по-малко електронно-плътен еухроматин се отличават с електронна и светлооптична плътност.
Хетерохроматинът е зона от силно кондензирана ДНК, свързана с хистонови протеини. Електронната микроскопия показва тъмни бучки с неправилна форма.
Хетерохроматинът е гъсто опакована колекция от нуклеозоми. Хетерохроматинът, в зависимост от локализацията, се разделя на париетален, матричен и перинуклеарен.
Париеталният хетерохроматин е в съседство с вътрешната повърхност на ядрената обвивка, матриксният хетерохроматин е разпределен в матрицата на кариоплазмата, а перинуклеарният хетерохроматин е в съседство с нуклеола.
Еухроматинът е област от слабо кондензирана ДНК. Еухроматинът съответства на участъци от хромозоми, които са преминали в дифузно състояние, но няма ясна граница между кондензиран и декондензиран хроматин. Нуклеиновите киселини в еухроматина се свързват главно с нехистонови протеини, но има и хистони, които образуват нуклеозоми, които са свободно разпределени между областите на некондензирана ДНК. Нехистоновите протеини проявяват по-слабо изразени основни свойства, по-разнообразни са химичен състав, са много по-променливи. Те участват в транскрипцията и регулират този процес. На ниво трансмисионна електронна микроскопия, еухроматинът е структура с ниска електронна плътност, състояща се от фино-зърнести и фибриларни структури.
Нуклеозомите са сложни дезоксирибонуклеопротеинови комплекси, съдържащи ДНК и протеини с диаметър около 10 nm. Нуклеозомите се състоят от 8 протеина - хистони H2a, H2b, H3 и H4, разположени в 2 реда.
Около протеиновия макромолекулен комплекс ДНК фрагментът образува 2,5 спирални спирали и обхваща 140 нуклеотидни двойки. Такава ДНК област се нарича ядро и се обозначава като ядро-ДНК (nDNA). Областта на ДНК между нуклеозомите понякога се нарича линкер. Линкерните сайтове заемат около 60 базови двойки и се наричат iDNA.
Хистоните са нискомолекулни, еволюционно запазени протеини с изразени основни свойства. Те контролират четенето на генетична информация. В областта на нуклеозомата процесът на транскрипция е блокиран, но ако е необходимо, спиралата на ДНК може да се „отвие“ и около нея се активира ядрена полимеризация. По този начин хистоните са значими като протеини, които контролират изпълнението на генетичната програма и функционалната специфична активност на клетката.
Нуклеозомното ниво на организация има както еухроматин, така и хетерохроматин. Въпреки това, ако хистон H1 е прикрепен към линкерната област, тогава нуклеозомите се обединяват помежду си и настъпва по-нататъшна кондензация (уплътняване) на ДНК с образуването на груби конгломерати - хетерохроматин. В еухроматина не се наблюдава значителна кондензация на ДНК.
Кондензацията на ДНК може да се случи под формата на суперзърна или соленоид. В този случай осем нуклеозоми са компактно съседни една на друга и образуват суперзърна. Както в соленоидния модел, така и в суперзърната, нуклеозомите най-вероятно лежат под формата на спирала.
ДНК може да стане още по-компактна, образувайки хромомери. В хромомера дезоксирибонуклеопротеиновите фибрили се комбинират в бримки, държани заедно от нехистонови протеини. Хромомерите могат да бъдат подредени повече или по-малко компактно. Хромомерите стават още по-кондензирани по време на митозата, образувайки хромонема (нишковидна структура). Хромонемите се виждат под светлинен микроскоп, образуват се в профазата на митозата и участват в образуването на хромозоми, подредени в спираловидно подреждане.
По-удобно е да се изследва морфологията на хромозомите при най-голямата им кондензация в метафазата и в началото на анафазата. В това състояние хромозомите са оформени като пръчици с различна дължина, но с доста постоянна дебелина. Те имат ясно видима зона на първична констрикция, която разделя хромозомата на две рамена.
Някои от хромозомите съдържат вторична констрикция. Вторичната констрикция е нуклеоларен организатор, тъй като именно в тези области се образуват нуклеоли по време на интерфазата.
В областта на първичното стесняване са прикрепени центромери или кинетохори. Кинетохорът е дисковидна пластина. Кинетохорите се съединяват от микрограби, които са свързани с центриоли. Микротубулите "разкъсват" хромозомите при митоза.
Хромозомите могат да се различават значително по размер и съотношение на рамената. Ако раменете са равни или почти равни, тогава те са метацентрични. Ако едно от рамената е много късо (почти незабележимо), тогава такава хромозома е акроцентрична. Междинна позиция се заема от субметацентрична хромозома. Хромозомите, които имат вторични стеснения, понякога се наричат сателитни хромозоми.
Телцата на Бар (полов хроматин) са специални хроматинови структури, които са по-чести в женските клетки. В невроните тези тела са разположени близо до ядрото. В епитела те лежат париетално и имат овална форма, в неутрофилите изпъкват в цитоплазмата под формата на " барабанна палка”, а при невроните имат заоблена форма. Те се намират в 90% от женските и само 10% от мъжките клетки. Тялото на Barr съответства на една от X половите хромозоми, за която се смята, че е в кондензирано състояние. Идентифицирането на телата на Barr е важно за определяне на пола на животното.
Перихроматиновите и интерхроматиновите фибрили се намират в матрицата на кариоплазмата и лежат или близо до хроматина (перихроматин), или разпръснати (интерхроматин). Предполага се, че тези фибрили са слабо кондензирани рибонуклеинови киселини, уловени в наклонен или надлъжен разрез.
Перихроматиновите гранули са частици с размер 30…50 nm, висока електронна плътност. Те лежат в периферията на хетерохроматина и съдържат ДНК и протеини; това е локална област с плътно опаковани нуклеозоми.
Интерхроматиновите гранули имат висока електронна плътност, диаметър 20...25 nm и представляват натрупване на рибонуклеинови киселини и ензими. Това може да са субединици на рибозоми, транспортирани до ядрената обвивка.
Ако намерите грешка, моля, маркирайте част от текста и щракнете Ctrl+Enter.
Ядрото (ядрото) на клетката е система за генетична детерминация и регулиране на процесите протеинов синтезклетки.
Структурата на ядрото и неговия химичен състав
Ядрото се състои от хроматин, ядро, кариоплазма (нуклеоплазма) и ядрена обвивка.
В клетка, която се дели, в повечето случаи има едно ядро, но има клетки, които имат две ядра (20% от чернодробните клетки са двуядрени), както и многоядрени (остеокласти на костната тъкан).
¨Размери - варират от 3-4 до 40 микрона.
Всеки тип клетка се характеризира с постоянно съотношение на обема на ядрото към обема на цитоплазмата. Това съотношение се нарича индекс на Hertwing. В зависимост от стойността на този индекс клетките се разделят на две групи:
ядрени - по-голямо значение има индексът на Hertwing;
цитоплазмен - индексът на Hertwing има незначителни стойности.
¨Форма - може да бъде сферична, пръчковидна, бобовидна, пръстеновидна, сегментирана.
¨Локализация - ядрото винаги е локализирано на определено място в клетката. Например в цилиндричните клетки на стомаха той е в базално положение.
Ядрото в клетката може да бъде в две състояния:
а) митотичен (по време на делене);
б) интерфаза (между деленията).
В жива клетка интерфазното ядро изглежда като оптически празно, намира се само ядрото. Структурите на ядрото под формата на нишки, зърна могат да се наблюдават само когато увреждащите фактори действат върху клетката, когато тя преминава в състояние на паранекроза (гранично състояние между живота и смъртта). От това състояние клетката може да се върне към нормален живот или да умре. След клетъчната смърт морфологично се разграничават следните промени в ядрото:
кариопикноза - уплътняване на ядрото;
кариорексис - разграждане на ядрото;
кариолиза - разтваряне на ядрото.
Функции: 1) съхранение и предаване на генетична информация,
2) биосинтеза на протеини, 3) образуване на рибозомни субединици.
Хроматин
Хроматинът (от гръцки chroma - цветна боя) е основната структура на интерфазното ядро, което се оцветява много добре с основни багрила и определя хроматиновия модел на ядрото за всеки тип клетка.
Поради способността да се оцветява добре с различни багрила и особено с основните, този компонент на ядрото е наречен "хроматин" (Flemming 1880).
Хроматинът е структурен аналог на хромозомите и в интерфазното ядро е носещата ДНК на тялото.
Морфологично се разграничават два вида хроматин:
хетерохроматин;
еухроматин.
Хетерохроматин(heterochromatinum) съответства на части от хромозоми, частично кондензирани в интерфазата и е функционално неактивен. Този хроматин се оцветява много добре и именно този хроматин може да се види на хистологичните препарати.
Хетерохроматинът от своя страна се разделя на:
1) структурни; 2) по избор.
Структурнихетерохроматинът е сегментите от хромозоми, които са постоянно в кондензирано състояние.
Не е задължителнохетерохроматинът е хетерохроматин, способен да декондензира и да се превърне в еухроматин.
Еухроматин- това са участъци от хромозоми, декондензирани в интерфазата. Това е работещ, функционално активен хроматин. Този хроматин не се оцветява и не се открива в хистологичните препарати.
По време на митозата целият еухроматин е максимално кондензиран и става част от хромозомите. През този период хромозомите не изпълняват никакви синтетични функции. В това отношение клетъчните хромозоми могат да бъдат в две структурни и функционални състояния:
активни (работещи), понякога те са частично или напълно декондензирани и с участието им в ядрото протичат процесите на транскрипция и редупликация;
неактивни (неработеща, метаболитна почивка), когато са максимално кондензирани, изпълняват функцията на разпределение и пренос на генетичен материал към дъщерните клетки.
Понякога в някои случаи цялата хромозома по време на интерфазата може да остане в кондензирано състояние, докато изглежда като гладък хетерохроматин. Например, една от Х хромозомите на соматичните клетки женско тялоподлежи на хетерохроматизация в началните етапи на ембриогенезата (по време на смачкване) и не функционира. Този хроматин се нарича полов хроматин или телца на Бар.
В различните клетки половият хроматин има различен вид:
а) в неутрофилни левкоцити - вид тъпан;
б) в епителни клеткилигавица - вид полусферична бучка.
Определянето на половия хроматин се използва за определяне на генетичния пол, както и за определяне на броя на Х-хромозомите в кариотипа на индивида (той е равен на броя на телата на половия хроматин + 1).
Електронномикроскопските изследвания показват, че препаратите от изолиран интерфазен хроматин съдържат елементарни хромозомни фибрили с дебелина 20–25 nm, които се състоят от фибрили с дебелина 10 nm.
Химически хроматиновите фибрили са сложни комплекси от дезоксирибонуклеопротеини, които включват:
б) специални хромозомни протеини;
Количественото съотношение на ДНК, протеин и РНК е 1:1,3:0,2. Делът на ДНК в хроматиновия препарат е 30-40%. Дължината на отделните линейни ДНК молекули варира в косвени граници и може да достигне стотици микрометри и дори сантиметри. Общата дължина на ДНК молекулите във всички хромозоми на една човешка клетка е около 170 cm, което съответства на 6x10 -12 g.
Хроматиновите протеини съставляват 60-70% от сухата му маса и са представени от две групи:
а) хистонови протеини;
б) нехистонови протеини.
¨ Хистонови протеини (хистони) - алкалните протеини, съдържащи основни аминокиселини (главно лизин, аргинин), са неравномерно подредени в блокове по дължината на ДНК молекулата. Един блок съдържа 8 хистонови молекули, които образуват нуклеозомата. Размерът на нуклеозомата е около 10 nm. Нуклеозомата се образува чрез уплътняване и свръхнавиване на ДНК, което води до скъсяване на дължината на хромозомния фибрил около 5 пъти.
¨ Нехистонови протеинисъставляват 20% от броя на хистоните и в интерфазните ядра образуват структурна мрежа вътре в ядрото, която се нарича ядрена протеинова матрица. Тази матрица представлява рамката, която определя морфологията и метаболизма на ядрото.
Перихроматиновите фибрили са с дебелина 3-5 nm, гранулите са с диаметър 45 nm, а интерхроматиновите гранули са с диаметър 21-25 nm.
Хроматинът е вещество от хромозоми - комплекс от ДНК, РНК и протеини. Хроматинът се намира вътре в ядрото на еукариотните клетки и е част от нуклеоида в прокариотите. Именно в състава на хроматина се извършва реализацията на генетичната информация, както и репликацията и възстановяването на ДНК.
При наблюдение на някои живи клетки, особено растителни клетки или клетки след фиксиране и оцветяване, вътре в ядрото се разкриват зони от плътна субстанция. Хроматинът съдържа ДНК в комбинация с протеин. В интерфазните клетки хроматинът може равномерно да запълни обема на ядрото или да бъде разположен в отделни бучки (хромоцентрове). Често се открива особено ясно в периферията на ядрото (париетален, почти мембранен хроматин) или образува заплитания от доста дебели (около 0,3 μm) и дълги нишки вътре в ядрото, образувайки вид вътрешноядрена верига.
Хроматинът на интерфазните ядра е тяло, носещо ДНК (хромозома), което по това време губи своята компактна форма, разхлабва се, декондензира. Степента на такава декондензация на хромозомите може да бъде различна в ядрата различни клетки. Когато една хромозома или нейният сегмент е напълно декондензиран, тогава тези зони се наричат дифузен хроматин. При непълно разхлабване на хромозомите в интерфазното ядро се виждат участъци от кондензиран хроматин (понякога наричан хетерохроматин). Доказано е, че степента на декондензация на хромозомния материал в интерфазата може да отразява функционалното натоварване на тази структура. Колкото по-дифузен е хроматинът на интерфазното ядро, толкова по-високи са синтетичните процеси в него. Намаляването на синтеза на РНК в клетките обикновено е придружено от увеличаване на кондензираните хроматинови зони.
Хроматинът е максимално кондензиран по време на митотичното клетъчно делене, когато се намира под формата на плътни тела - хромозоми. През този период хромозомите не носят никакви синтетични натоварвания, те не включват предшествениците на ДНК и РНК.
В работния, частично или напълно декондензиран, когато протичат процеси на транскрипция и редупликация с тяхното участие в интерфазното ядро;
Неактивни - в състояние на метаболитен покой с максималната им кондензация, когато изпълняват функцията за разпространение и прехвърляне на генетичен материал към дъщерните клетки.
Химически хроматиновите препарати са сложни комплекси от дезоксирибонуклеопротеини, които включват ДНК и специални хромозомни протеини - хистони. РНК е открита и в хроматина. В количествено отношение ДНК, протеин и РНК са като 1:1, 3:0, 2. Все още няма достатъчно еднозначни данни за значението на РНК в състава на хроматина. Възможно е тази РНК да е съпътстваща функция на синтезираната РНК и следователно да е частично свързана с ДНК, или е специален видРНК характеристика на структурата на хроматина.
Схема на кондензация на хроматин:
Биохимичните изследвания в генетиката са важен начин за изучаване на нейните основни елементи - хромозоми и гени. В тази статия ще разгледаме какво е хроматин, ще разберем неговата структура и функции в клетката.
Наследствеността е основното свойство на живата материя
Основните процеси, които характеризират организмите, живеещи на Земята, включват дишане, хранене, растеж, отделяне и размножаване. Последната функция е най-значимата за запазването на живота на нашата планета. Как да не си спомним, че първата заповед, дадена от Бог на Адам и Ева, е следната: „Плодете се и се множете“. На клетъчно ниво генеративната функция се изпълнява от нуклеинови киселини (съставната субстанция на хромозомите). Тези структури ще бъдат разгледани в бъдеще.
Добавяме също, че запазването и предаването на наследствена информация на потомците се извършва по един механизъм, който е напълно независим от нивото на организация на индивида, тоест и за вирус, и за бактерия, и за човек той е универсален.
Каква е същността на наследствеността
В тази работа ние изучаваме хроматина, чиято структура и функции пряко зависят от организацията на молекулите на нуклеиновата киселина. Швейцарският учен Miescher през 1869 г. в ядрата на клетките имунна системаса открити съединения, които проявяват свойствата на киселини, които той нарича първо нуклеин, а след това нуклеинови киселини. От гледна точка на химията това са високомолекулни съединения - полимери. Техните мономери са нуклеотиди със следната структура: пуринова или пиримидинова основа, пентоза и остатък.Учените са установили, че в клетките могат да присъстват два вида РНК. Те са в комплекс с протеини и образуват веществото на хромозомите. Подобно на протеините, нуклеиновите киселини имат няколко нива на пространствена организация.
През 1953 г. лауреатите Нобелова наградаУотсън и Крик дешифрираха структурата на ДНК. Това е молекула, състояща се от две вериги, свързани помежду си с водородни връзки, които възникват между азотни бази според принципа на комплементарност (аденин е срещу тиминова база, срещу цитозин е гуанинова база). Хроматинът, чиято структура и функции изучаваме, съдържа молекули на дезоксирибонуклеинови и рибонуклеинови киселини с различни конфигурации. Ще се спрем по-подробно на този въпрос в раздела "Нива на организация на хроматина".
Локализация на субстанцията на наследствеността в клетката
ДНК присъства в такива цитоструктури като ядрото, както и в органели, способни на делене - митохондрии и хлоропласти. Това се дължи на факта, че тези органели изпълняват най-важните функции в клетката: както и синтеза на глюкоза и образуването на кислород в растителните клетки. На синтетичен етап жизнен цикълмайчините органели се удвояват. По този начин, в резултат на митоза (разделяне на соматични клетки) или мейоза (образуване на яйцеклетки и сперма), дъщерните клетки получават необходимия арсенал клетъчни структуриосигуряване на клетки хранителни веществаи енергия.
Рибонуклеиновата киселина се състои от една верига и има по-малка молекулно теглоотколкото ДНК. Съдържа се както в ядрото, така и в хиалоплазмата, а също така е част от много клетъчни органели: рибозоми, митохондрии, ендоплазмен ретикулум, пластиди. Хроматинът в тези органели е свързан с хистонови протеини и е част от плазмиди - пръстеновидни затворени ДНК молекули.
Хроматин и неговата структура
И така, ние установихме, че нуклеиновите киселини се съдържат в веществото на хромозомите - структурни звенанаследственост. Техният хроматин под електронен микроскоп изглежда като гранули или нишковидни образувания. Той съдържа освен ДНК и РНК молекули, както и протеини, които проявяват основни свойства и се наричат хистони. Всички горепосочени нуклеозоми. Те се съдържат в хромозомите на ядрото и се наричат фибрили (нишки-соленоиди). Обобщавайки всичко по-горе, ние определяме какво е хроматин. Това е сложно съединение и специални протеини - хистони. Върху тях, подобно на намотки, се навиват двуверижни ДНК молекули, образуващи нуклеозоми.
Нива на организация на хроматина
Субстанцията на наследствеността има различна структура, която зависи от много фактори. Например, зависи от това през какъв етап от жизнения цикъл преминава клетката: период на делене (метоза или мейоза), пресинтетичен или синтетичен период на интерфаза. От формата на соленоид или фибрил, като най-простият, се получава допълнително уплътняване на хроматина. Хетерохроматинът - по-плътно състояние, се образува в интронните области на хромозомата, върху които е невъзможна транскрипцията. По време на периода на почивка на клетката - интерфаза, когато няма процес на делене - хетерохроматинът се намира в кариоплазмата на ядрото по периферията, близо до мембраната му. Уплътняването на ядреното съдържание се случва в постсинтетичния етап от жизнения цикъл на клетката, тоест непосредствено преди деленето.
Какво определя кондензацията на субстанцията на наследствеността
Продължавайки да изучават въпроса "какво е хроматин", учените установиха, че неговото уплътняване зависи от хистонови протеини, които заедно с ДНК и РНК молекулите са част от нуклеозомите. Те са съставени от четири вида протеини, наречени основни протеини и линкерни протеини. По време на транскрипция (четене на информация от гени с помощта на РНК) субстанцията на наследствеността е слабо кондензирана и се нарича еухроматин.
Понастоящем продължават да се изучават характеристиките на разпределението на ДНК молекулите, свързани с хистонови протеини. Например, учените са открили, че хроматинът на различни локуси на една и съща хромозома се различава в нивото на кондензация. Например, в местата на прикрепване към хромозомата на влакната на вретеното, наречени центромери, тя е по-плътна, отколкото в теломерните области - крайни локуси.
Регулаторни гени и състав на хроматина
Концепцията за регулиране на генната активност, създадена от френските генетици Якоб и Моно, дава представа за съществуването на области на дезоксирибонуклеинова киселина, в които няма информация за структурите на протеините. Те изпълняват чисто бюрократично – управленски функции. Наречени регулаторни гени, тези части от хромозомите, като правило, са лишени от хистонови протеини в структурата си. Хроматинът, чиято дефиниция се извършва чрез секвениране, се нарича отворен.
В хода на по-нататъшни изследвания беше установено, че тези локуси съдържат нуклеотидни последователности, които пречат на протеиновите частици да се прикрепят към ДНК молекулите. Такива сайтове съдържат регулаторни гени: промотори, енхансери, активатори. Уплътняването на хроматина в тях е високо, а дължината на тези области е средно около 300 nm. Има определение за отворен хроматин в изолирани ядра, което използва ензима ДНКаза. Той много бързо разцепва хромозомни локуси без хистонови протеини. Хроматинът в тези области се нарича свръхчувствителен.
Ролята на субстанцията на наследствеността
Комплекси, включително ДНК, РНК и протеин, наречени хроматин, участват в клетъчната онтогенеза и променят своя състав в зависимост от вида на тъканта, както и от етапа на развитие на организма като цяло. Например, в кожните епителни клетки, гени като енхансер и промотор са блокирани от репресорни протеини, докато същите регулаторни гени са активни в секреторните клетки на чревния епител и са разположени в отворената хроматинова зона. Генетиците са открили, че ДНК, която не кодира протеини, представлява повече от 95% от целия човешки геном. Това означава, че има много повече контролни гени от тези, отговорни за пептидния синтез. Въвеждането на техники като ДНК чипове и секвениране направи възможно да се открие какво е хроматин и в резултат на това да се картографира човешкият геном.
Изследванията на хроматина са много важни в такива клонове на науката като човешката генетика и медицинската генетика. Това се дължи на рязкото повишаване на нивото на наследствени заболяваниякакто генетични, така и хромозомни. Ранно откриванена тези синдроми увеличава процента на положителната прогноза при лечението им.