Хромосоманың молекулалық ұйымдасуы.Нуклеосома

Адам геномы — адам жасушасындағ ы тұ қ ым қ уалау материалының жиынтығ ы, гендердің жиынтығ ы. Адам геномын толық тай секвенирлеу адам геномында 20 000-25 000 геннен тұ ратынын анық тағ ан. Адамның жасушасындағ ы ДНК молекуласы-3 млрд жұ п нуклеотидтен тұ рады. Тек 1, 5% генетикалық материалды – экзондар, қ алғ андары- интрондар, немесе мусорлық ДНК. Ә р жасушадағ ы ДНК ұ зындығ ы -2 м, оның 3 см-экзондар. Жасушада таза ДНК молекуласы болмайды.Жасуша циклының барлық кезең дерінде ДНК молекуласы нуклеопротеинды қ ұ рылымда қ атталғ ан. Жасушада таза ДНК молекуласы болмайды. ДНК ұ йымдасуының 4 дең гейі бар:

1. Нуклеосомды дең гей - Нуклеосома негізінде гистонды октамер жатыр. Нуклеосома қ ұ рамында октамер формасына сә йкес байланысқ ан ә р тө рт гистонның Н2А, Н2В, Н3, Н4 екі молекуласы болады. Ә р октамер ДНК-ның шамамен 200 ж.н. тұ ратын реттілікпен байланысқ ан. Бұ л нуклеосоманың ө зекті қ ұ рылымы деп аталады. ДНК ұ зындығ ы 7 есе кемиді. Нуклеосома цилиндр пішіндес, ДНК оның сыртынан екі орам жасап орналасқ ан. Н1 гистоны нуклеосомалар арасындағ ы байланысты қ амтамасыз етеді. Н1 гистонының молекуласы мономер болып табылады, ол нуклеосоманың сыртында орналасқ ан. Екі нуклеосома арасындағ ы ДНК учаскесң линкер деп аталады. Ұ зындығ ы 145 жұ п нуклеотидтен тұ ратын ДНК жіпшесі октамер айналасын орап орналасқ ан, ал шамамен 50 жұ п нуклеотид линкердің ү лесіне тиеді. Нуклеосомалы қ ұ рылымды тү згеннен кейін ДНК молекуласы 7 есе қ ысқ арады.

2. Супербидті, немесе соленоидті дең гей – Диаметрі 11 нм нуклеосома одан ә рі қ арай конденсацияғ а ұ шырауы арқ ылы соленоид деп аталатын диаметрі 30 нм жоғ ары дең гейлі қ ұ рылымдар пайда болады. Соленоид бір-біріне жақ ын оралғ ан бірнеше нуклеосомалардан тұ рады. Бұ л хромотиннің екінші дең гейлі жинақ талуы болып табылады. Хроматиннің ультраструктуралық қ ұ рылымын зерттегенде нуклеопротеинді жіпшелердің екі типі анық талды: 10 жә не 30 нм диаметрі. Біріншісі- кезектесіп орналасқ ан нуклеосома жіпшелері -10 нм. Екіншісі- диаметрі 10нм-ден тү зілген спирал болып табылады- 30 нм. Спиралдың ә р оралымында – 6 нуклеосома болады

3. Ілмекті дең гей - ДНК 11 нм нуклеосомдық “моншақ тар” тү зіп, диаметрі 30 нм фибриллалар ілгекті домендер сериясын қ алыптастырады, кейін олар 300 нм диаметрлі хроматинді қ ұ рылымдарғ а айналады.

4. Метафазалы хромосома - Одан кейін диаметрі 300 нм фибриллалар конденсацияланып, метафазалық хромосоманы қ ұ райды. Хромосома диаметрі 700 нм-ге тең.

Нуклеосомалар - пішіні ДНК-молекуласының екі оралымынан тұ ратын цилиндрлерге ұ қ сас қ ұ рылым. Екі нуклеосомалар арасындағ ы ДНК- линкерлер деп аталады. Ұ зындығ ы 146 ж.н тұ ратын ДНК молекуласы октамерлерге оралса, 50 ж.н. Линкерлі молекулалар болып табылады. ДНҚ репликациясы кезінде нуклеосома қ алай тү зіледі, репликациялық айырылым кезінде нуклеосоманың тағ дыры кандай, ескі жә не жаң а нуклеосома немесе ақ уыздар қ алай бө лінеді деген сұ рақ тар бү гінгі кү нге дейін ә лі шешімін тапкан жоқ. Электронды микроскоппен зерттеу жү ргізу нә тижесінде репликацияғ а ұ шырағ ан хроматиннің екі жіпшесінде де нуклеосома болатыны анық талды. Эукариоттарда ДНҚ синтезінің жылдамдығ ы (20нм/с), онда жаң а нуклеосома хромосом жіпшелерінің екі еселенуіне 3-4с болады. Нуклеосоманың тү зілуінің Бұ ндай жылдамдық та болуы ДНҚ синтезі кезінде синтезделген гистондардың тү рлеріне байланысты жә не ол нуклеосома қ ұ рамына кіруге дайын болады. Гистонды гендар ДНҚ -ның жү йелілікпен қ айталанатынына байланысты, кө рнекі тү рде ә р гистондар бірнеше кө шірмелерден тұ рады. Олар ДНҚ синтезін бірге белсендетеді, сондық тан репликациялық айырылым ДНҚ -ның жаң а бө лігі жаң а синтезделген гистондармен қ осыла алады. Жаң а синтезделген гистондар жә не ескі гистондар ДНҚ -ның репликациясы кезінде, нуклеосоманың тү зілуіне қ осылмайды. Октамерлі гистондармен бірге репликацияғ а дейін қ атысушы интакты кү йінде калып жә не ДНҚ -ның жаң а дуплексына ауысады. Сол кезде жаң а гистондар нуклеосомның ДНҚ -дан босағ ан бө лігіне жиналады. Ескі жә не жаң а актомерлі гистондар жаң а ДНҚ -ның екі еселенуі кез келген жерден жү реді. Нуклеосома қ ұ рылымы РНҚ синтезделер кезінде екі тү рлі нұ ска таң дауғ а беріледі. Олардың біреуінде нуклеосома екі жартылай нуклеосомағ а бө лінеді де ДНҚ ширатылады; басқ а нуклеосома жанында аздап еркін орналасады, тетромерлер сақ талада (НЗ. Н4)2 ал димерлер Н2А. Н2В уақ ытша жоғ алып кетеді, ал кейіннен РНҚ полимераза процесінен кейін қ айтып келеді де бұ рынғ ы нуклеосома калыптасады.