بخش عمده ی ما ده ی ژنتیکی سلول یوکاریوتی در مجموعه ی سازمان یافته ی هسته جای دارد .دارای پوشش مشخص در یوکاریوتها است و با میکروسکوپ نوری قابل تشخیص است .

هسته ممکن است چند بخشی بشود مثل گیچه های سفید به طور معمول در وسط سلول است مگر در سلول های گیاهی

وماهیچه ای که به کناری رانده شده است .

اغلب سلول ها یک هسته دارند ولی در بعضی جانداران مثل قارچ ها سلول چند هسته ای است اندازه ی ان هم بر حسب گونه متفاوت است .

نسبت نوکلئو سیتوپلاسمی را با تقسیم حجم هسته به حجم سیتوپلاسم بدست می اورند .در ساختمان هسته پوشش هسته-

شیره ی هسته-اسکلت هسته ای کروماتین-هستک یا هستک ها وجود دارد .

1-پوشش هسته دو لایه ای است وفضایی بین ان ها را پر کرده است .غشای بیرونی شباهت زیادی به غشای شبکه ی اندو پلاسمی دارد وتعدادی هم ریبوزوم دارد .وسعت فضای بین دو غشا در همه جا یکسان نیست ودر محل منافذ دو غشا به هم رسیده وبه صفر می رسد .در این فضا اب نمک های کانی یون ها ومواد الی وجود دارد .

غشای داخلی صاف وشبیه همه ی غشا ها اما فاقد ریبوزوم  وبا یک لایه ی نازک پروتیینی با کروماتینارتباط دارد .

منافذ هسته ساختار های پروتیینی فعالی هستند ومبادله ی مواد را کنترل میکنند .در سلول های دارای فعالیت متابولیکی زیاد منافذ هم فراوانند .مجموعه ذرات متراکم پروتیینی را مجموعه ی منفذی گویند .که دارای دو حلقه است و هر حلقه از 8 گویچه ی پروتئینی ساخته شده ویک در پوش که دهانه ی حلقه را می پوشاند .

پروتئین های کوچک به سرعت از منفذ عبور میکنند ولی درشت ها انتخابی وارد می شوند .ان ها دارای یک ترتیب 10 تا

15 اسید امینه ای هستند که حکم نشانه را دارند وتعداد زیادی ارژینین ولیزین دارند این ترتیب ها با یک پروتئین رابط به مجموعه ی منفذی متصل می شوند وبرای نفوذ به هسته انرژی مصرف می شود .2- اسکلت  هسته از پروتئینی به نام لامین

ساخته شده دارای سه منومر هستند وحالت تورینه ای به هم پیوسته دارند شبکه ی لامینایی همیشه به پوشش هسته میچسبد

پروتیین های رشته ای وکروی که برخی ساختار انزیمی دارند وجود دارد .

3-شیره ی هسته حالت اسیدی دارد مواد کانی والی واب وپروتئین های انزیمی مثل لیگاز –نوکلئاز-پلی مراز-فسفاتاز

وپروتئین های ساختمانی هیستونی یا غیر هیستونی هستند .

 

4-هستک یک یا بیشتر بر اساس نوع سلول میباشد ودارای دو بخش دانهای متشکل از ریبوزوم ها وبخش رشته ای که از ریبونوکلئو پروتئین ساخته شده وبخش های موسوم به کروماتین وابسته که جزئ ساختار هتروکروماتین کروموزوم هاست وبه تشکیل هستک کمک میکند.ویک زمینه ی پروتئینی که انزیم فراهم میکند .

 

5-کروماتین ترکیب اصلی هسته است مجموعه ی پیچیده ای که در ان اطلاعات ژنتیکی وپروتئین ها وDNA/ RNA

وجود دارد .DNA در سلول یو کاریوتی بیش از پرو کاریوتی است در یک سلول انسان 109X6جفت باز در DNAوجود داردو حدود دو متر جا میگیرد .و در 46 واحد که هر یک با یک رشته ی کروماتین تطابق دارد پراکنده است هر چه پیوند ها بیشتر باشد بازگشت به حالت طبیعی زودتر رخ میدهد DNA  تکرار قوی رونویسی نمیشود

و در هسته همیشه به حالت هترو کروماتین می ماند این نوع DNA  در برخی نواحی مثل تلومر ها وسانترومر فراوان است .

در DNA پستانداران حدود 3 میلیون پروتیین قابل رمز گذاری وجود دارد اما در سلول های یک جاندار بیش از 60 هزار نوع پروتئین نیست یعنی در سلول اطلاعات منتظری است که نقش انها شناخته نشده .

در ساختار کروماتین دو دسته پروتئین است هیستون ها یا پروتئین های بازی سرشار از لیزین وارژینین که دارای بار مثبت بخش مرکزی اب گریز وبخش انتهایی قطبی باردار  است  8 اکتامر هیستونی اصلی H3-H4-H2A-H2B هستند و هیستون فرعی که بینابین نوکلئو زوم ها واقع می شود یا H1 وزن مولکولی ان از همه بیشتر است وسرشار از لیزین می باشد .در برخی سلول ها مثل اریترو سیت های جوجه

هیستون H5 وجود دارد .که مثل H1 عمل میکند ولی وزن مولکولی ان بیشتر است .غیر هیستون ها شامل 400 نوع مختلف هستند .

انواع پلیمراز نوکلئاز  توپوایزومراز (برای شناسایی موقعیت فضایی مولکول ورونویسی ) هلیکازها (برای گسستن پیوند های هیدروژنی)

لیگاز ها (اتصال قطعات اوکازاکی) پروتامین ها مخصوص هسته ی سلول جنسی هستند وبه تمایز کمک میکنند .

برای تبدیل کروماتین به کروموزوم باید ابتدا همانند سازی صورت بگیرد ازمایشات نشان داده که وجود هیستون ها برای بریدن اندو نوکلئاز بصورت منظم کمک میکند وجهت عمل نوکلئاز ها از 5 به 3 است .در ساختار هر نوکلئوزوم مجموعه ی 8 تایی هیستون و مولکول دو رشته ای DNA ساخته شده است .تترامر های H3-H4 در سطح قرار میگیرند با بارهای مثبت آرژینین ولیزین و گروه های منفی فسفات

با انها پیوند الکترو استاتیک برقرار می کنند .DNA دو دور به دور اکتامر هیستون می پیچد و 146 جفت باز دارد وطول DNA رابط

بین دو نوکلئوزوم 60 جفت نوکلئو تید است واندو نوکلئاز ها به همین قسمت اثر میکنند  وقطعات 200 نوکلئوتیدی را میبرند

به مجموعه ی هسته ی نوکلئو زومی وDNA رابط وH1 کروماتوزوم یا منونوکلئوزوم گویند .در هر مارپیچ 6الی 7 نوکلئوزوم تخمین زده شده . واز هر رشته ی 10 نانومتری پس از باز شدن تاب یک رشته ی 30 نانومتری بوجود می اید .

در نهایت برای کروماتین دو حالت در نظر می گیرند : 1-یوکروماتین 2- هتروکروماتین  که اولی بخش های با پیچیدگی کم و رنگ روشن

و ژن ها امکان رونویسی وبروز میابند  وتعداد پروتئین غیر هیستونی در ان زیاد است .

در هترو کروماتین پیچیدگی و تراکم زیاد است .نوع ساختمان ان از نسلی به نسل دیگر منتقل میشود  وزن ها بروز نمیابند ولی در نوع ناپایدار ان برحسب شرایط ناگهان رونویسی شده وبروز میابند .برای مطالعه درباره ی کروموزوم ادامه مطلب را کلیک کنید .


کروموزوم

کروموزوم از بهم پیچیدگی هر رشته کروماتین انتر فازی تا رسیدن به ضخامت 1400 نانومتری تولید میشود .

در پروکاریوت ها نیز ماده ی زنتیکی اغلب به حالت یک کروموزوم متراکم می شود در برخی باکتری ها علاوه بر کروموزوم اصلی کروموزوم کوچک به نام پلازمید قابل تشخیص است .ژن های مقاومت به انتی بیوتیک روی پلازمید قرار دارند . شکل اندازه وتعداد کروموزوم هر گونه خاص خودش است .

مجموعه ویژگی های کروموزوم های هرگونه را کاریوتیپ می نامند . درتشکیل  کروموزوم هیستون های H1 /H3

وپروتئین های غیر هیستونی دخالت دارند اجزای کروموزوم عبارتند از :

1-کروماتید بخشی از کروموزوم که نیمی از سراسر طول ان را می سازند دو کروماتید هر کروموزوم متافازی تصویر اینه ای یکدیگرند .از تجمع ماده ی کروماتین دانه های کروی به نام کرومر ایجاد میشود که انها را در مراحل اولیه تقسیم

یا در کروموزوم های غول پیکر می توان تشخیص داد .

2- سانترومر محل اتصال دو کروماتید خواهری هر کروموزوم متا فازی را گویند  جایگاه سانترومر را فشردگی اولیه هم می گویند . این ناحیه بسیار هتروکروماتین است  برخی عقیده دارند همانند سازی ان با تاخیر انجام می شود .

و برخی دیگر همانند سازی سانترومر را در مر حله ی S می دانند ولی جدا شدن بخشها در اواخر متافاز رخ می دهد .

3- کینه توکور دو بخش پیاله مانند  در دو طرف سانترومر  هر کروموزومکه از سه بخش بیرونی میانی ودرونی تشکیل شده درونی به طرز فشرده ای با سانترومر اتصال دارد .و رشته هایی از DNA کروماتید مجاور هم به ان نفوذ کرده اند

بخش بیرونی به رشته های دوکی کروموزومی وصل می شود .کینه توکور ها از مراکز سازماندهی میکرو توبول ورشته ی دوک میتوزی اند .

4-تلومر بخش های انتهایی کروماتید را گویند دارای انتها های طویل و خطی DNA هستند اگر تلومر نباشد انتهای کروموزوم چسبنده میشود و با سایر کروموزوم ها ادغام می شود .

5-فرورفتگی ثانویه از ویژگی های ریخت شناسی کروموزوم است در کروموزوم های مختلف جای ثابتی دارد .

 

6-سازمان دهندگان هستکی نوعی فرورفتگی ثانویه اند و به تشکیل هستک کمک میکنند در انسان در کروموزوم های

13 14 15 21 22 قرار دارند .

7- ماهواره برجستگی کروی کوچک که با یک فرو رفتگی ثانویه از بقیه ی کروموزوم جدا می شود از ویژگی های ریخت شناسی هر کروموزوم است .

انواع کروموزوم را از نظر محل سانترومر به چهار گروه تقسیم میکنند :

1-      تلوسانتریک سانترومر در یکی از دو انتها قرار دارد .

2-      اکروسانتریک سانترومر در نزدیک یکی از دو انتها قرار دارد .

3-      متا سانتریک سانترومر در وسط قرار دارد

4-      ساب متا سانتریک سانترومر در نزدیک وسط قرار دارد     

کروموزوم غول پیکر در غدد بزاقی حشرات (دوبالان)دیده می شود این کروموزوم گاهی تا هزار نسخه از یک کروموزوم است  برخی نواحی ان متراکم تر هستند و رونویسی بسیار فعال دارند که به انها پاف گویند

پاف های بزرگ وفعال را حلقه های بالبیانی مینامند

کروموزوم لامپ براش یا بطری شو ظاهری کرکی دارد ودانه دانه است که دانه ها کرومر هستند وبا گسترش تولید حلقه های جانبی میکنند که نیمی از DNA در انها متراکم شده .