染色质()旧称核染質(karyotin),是真核生物细胞分裂间期细胞核内由DNA、蛋白质(主要是组蛋白,次要为非组蛋白,非组蛋白又主要是与DNA、RNA合成有关的酶,以及少量RNA,所共同组成的线性大分子复合物,也是遗传物质的主要载体。其名源于在光学显微镜下极易被碱性染料着色的特性。
在间期细胞核中,染色质表现为去凝聚的、分散的染色质纤维(chromatin fiber,又称染色质丝);这些细丝状纤维在核基质中交织成网状结构。染色质与染色质丝两者的化学成分在本质上完全一样,前者强调其“物质成分”,后者则侧重其“空间形态”,亦即:染色质是化学实体和物质概念,而染色质丝是形态学和空间几何概念,描述其呈现出直径约为10 至30 纳米的细丝状/纤维状超分子空间结构。
根据染色质“包装凝聚程度”和“转录活性”的不同,染色质主要以两种可互相转变的状态存在,即常染色质(euchromatin)和异染色质(heterochromatin)。常染色质为折叠凝聚程度较低、结构较疏松的染色质区域。由于结构松散,碱性染料对其着色较浅;这部分染色质的 DNA 能够暴露出来,因而具有很高的转录活性(基因正在积极表达)。异染色质指高度折叠凝聚、排列紧密的染色质区域。由于密度大,碱性染料对其着色很深。这部分染色质的 DNA 被紧紧包裹,RNA聚合酶等无法进入,因而没有转录活性(基因处于沉默状态)。
常染色质和异染色质并不是指两条独立的、不同的纤丝状线条,而是指同一条染色质丝在不同片段上的“松紧状态”。在一条连续的长条染色质丝上,往往是常染色质和异染色质交织、夹杂分布的。当细胞进入分裂期时,染色质会通过多级螺旋、卷曲折叠高度凝聚,最终形成在显微镜下清晰可见的染色体(chromosome)。
染色質的主要功能是:
- 將DNA包裝成更緊湊,更緻密的形狀
- 增強DNA大分子以允許有絲分裂
- 防止DNA損傷
- 控制基因表達和DNA複製
染色質的主要蛋白質組件是緻密DNA的組蛋白。原核細胞具有不同的DNA組織(原核染色體等同物稱為擬核,並且位於類核區內)。真核細胞的染色質位在細胞核內;原核生物的則位於類核(nucleoid)當中。
儘管經過深入調查,但目前對染色質的結構了解甚少。其結構取決於幾個因素。整體結構取決於細胞週期的階段。在間期,染色質在結構上是鬆散的,以允許獲得轉錄和復制DNA的RNA和DNA聚合酶。間期染色質的局部結構取決於DNA上存在的基因。
参考文献
參見
*常染色質
*異染色質
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