クロマチンは、真核細胞の核内に見られるDNA、RNA、およびタンパク質からなる巨大分子の複合体である。 クロマチンはヘテロクロマチン（凝縮）とユークロマチン（拡張）の二つの形態で存在する。 クロマチンの第一次蛋白質の部品はDNAが包むことができる基盤の提供によってnucleosomesと呼出される”ビードそっくりの”構造にDNAを組織するのを助けるヒス ヌクレオソームは、オクトマーと呼ばれる8つのヒストンのセットの周りに包まれているDNAの147塩基対で構成されています。 ヌクレオソームはさらに折り畳まれてクロマチン繊維を生成することができる。 クロマチン繊維は巻かれ、染色体を形成するために凝縮される。 クロマチンは、DNA複製、転写、DNA修復、遺伝子組換え、および細胞分裂を含む多くの細胞プロセスが起こることを可能にする。
クロマチン、染色体と染色分体
人々はしばしば、これらの三つの用語を混同します：クロマチン、染色体、およ これらの3つの構造はすべて、核内のDNAとタンパク質で構成されていますが、それぞれが一意に定義されています。
上記のように、クロマチンはDNAとヒストンから構成され、薄くて糸状の繊維に包装されています。 クロマチンは染色体を形作るためにそれ以上の凝縮を経ます。 したがって、クロマチンはDNA組織のより低い順序であり、染色体はDNA組織のより高い順序である。
染色体は縮合クロマチンの一本鎖群である。 有糸分裂および減数分裂の細胞分裂プロセス中に、染色体は複製され、それぞれの新しい娘細胞が正しい数の染色体を受け取ることを確実にする。 複製された染色体は二本鎖であり、よく知られたXの形をしています。 二つのストランドは同一であり、セントロメアと呼ばれる中央領域で接続されています。染色分体は、複製された染色体の二本の鎖のいずれかである。
染色分体は、染色体の二本の鎖のいずれかである。 動原体によって連結された染色分体は姉妹染色分体と呼ばれる。 細胞分裂の終わりに、姉妹染色分体は分離し、新たに形成された娘細胞の娘染色体になる。
クロマチンの機能
DNAパッケージング
これはクロマチンの最も基本的な機能です：長いDNA鎖のコンパクト化。核内のDNAの長さは、それが格納されている区画のサイズよりもはるかに大きい。 この区画に収まるためには、DNAは何らかの方法で凝縮されなければならない。 パッキング比は、DNAが凝縮される程度を記述するために使用される。 全体的な充填比を達成するために、DNAはクロマチンの構造に直接包装されない。 代わりに、組織のいくつかの階層が含まれています。
最初のレベルのパッキングは、ヌクレオソームの周りのDNAの巻き取りによって達成され、約6のパッキング比を与える。 この構造は、すべての染色体のユークロマチンとヘテロクロマチンの両方で不変である。 パッキングの第2レベルは中間期のクロマチンおよび有糸分裂の染色体両方にある30nm繊維のビードの包むことです。 この構造は、充填率を約40に増加させる。 最終的な包装は繊維が間期のクロマチンの約1,000および有糸分裂染色体の約10,000の最終的なパッキングの比率を与えるループ、足場および範囲で組織さ
転写調節
転写は、DNAに格納された遺伝情報をタンパク質によって読み取られ、RNAに転写され、RNAは後に機能性タンパク質に翻訳されるプロセ クロマチンが強化され、読み取りタンパク質へのアクセスを制限する場合、転写は発生しません。 拡張型のクロマチンであるユークロマチンは、転写のプロセスを行うことができる。 ヘテロクロマチン、クロマチンの凝縮型は、タンパク質によって読み取られるDNAのためにあまりにも緊密にパックされています。
開いたクロマチンと閉じたクロマチンの間の変動は、転写の不連続、または転写バーストに寄与する可能性があります。 クロマチンとの転写因子複合体の会合および解離などの他の因子が関与している可能性がある。 この現象は、転写の単純な確率的モデルとは対照的に、等原性集団における細胞間で起こる遺伝子発現の高い変動性を説明することができる
クロマチンとDNA修復
クロマチンへのDNAのパッケージングは、すべてのDNAベースのプロセスへの障壁を提示する。 蛋白質およびDNAのクロマチンの高い動的整理が原因で容易に形および構造を変えることができます。 クロマチンの弛緩は、修復タンパク質がDNAに結合して修復することを可能にするDNA損傷の部位で急速に起こる。
参照：
1。 Comings D E. クロマチンの構造と機能。 人間の遺伝学の進歩。 Springer US,1972:237-431.
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3. Mercer T R,Mattick J S.エピジェネティック調節における長い非コードRnaの構造と機能. Nature structural&分子生物学, 2013, 20(3): 300-307.