Karioplazma

Karyoplasm (nuklearni sok, nukleoplazma) je glavno unutarnje okruženje jezgre; zauzima cijeli prostor između nukleola, kromatina, membrana, svih vrsta inkluzija i drugih struktura. Pod elektronskim mikroskopom karioplazma izgleda kao homogena ili sitnozrnasta masa niske gustoće elektrona. Sadrži ribosome, mikrotijela, globuline i razne metaboličke produkte u suspenziji.

Viskoznost jezgrinog soka približno je jednaka viskoznosti glavne tvari citoplazme. Pokazalo se da je kiselost nuklearnog soka, određena mikroinjektiranjem indikatora u jezgru, nešto viša od one u citoplazmi.

Osim toga, nuklearni sok sadrži enzime uključene u sintezu nukleinskih kiselina u jezgri i ribosomima. Nuklearni sok se ne boji osnovnim bojama, pa se naziva akromatinska tvar ili kariolimfa, za razliku od područja koja se mogu bojati - kromatina.

Kromatin

Glavna komponenta jezgre, kromatin, struktura je koja obavlja genetsku funkciju stanice; gotovo sve genetske informacije sadržane su u DNK kromatina.

Eukariotski kromosomi pojavljuju se kao oštro definirane strukture samo neposredno prije i tijekom mitoze, procesa diobe jezgre u somatskim stanicama. U mirujućim eukariotskim stanicama koje se ne dijele, kromosomski materijal, nazvan kromatin, izgleda nejasno i čini se da je nasumično raspoređen po jezgri. Međutim, kada se stanica priprema za diobu, kromatin postaje zbijen i okuplja se u broj jasno prepoznatljivih kromosoma karakterističnih za određenu vrstu.

Kromatin je izoliran iz jezgri i analiziran. Sastoji se od vrlo finih vlakana. Glavne komponente kromatina su DNA i proteini, od kojih najveći dio čine histoni i nehistonski proteini. U prosjeku, oko 40% kromatina čini DNA, a oko 60% proteini, među kojima specifični jezgri histonski proteini čine 40 do 80 % svih proteina koji čine izolirani kromatin. Osim toga, frakcije kromatina uključuju komponente membrane, RNA, ugljikohidrate, lipide i glikoproteine.

Vlakna kromatina u kromosomu su presavijena i tvore mnogo čvorova i petlji. DNA u kromatinu vrlo je čvrsto vezana za proteine ​​koji se nazivaju histoni, čija je funkcija pakirati i organizirati DNA u strukturne jedinice – nukleosome. Kromatin također sadrži niz nehistonskih proteina. Za razliku od eukariotskih kromosoma, bakterijski kromosomi ne sadrže histone; sadrže samo malu količinu proteina koji pospješuju stvaranje petlji i kondenzaciju (zbijanje) DNA.

Pri promatranju mnogih živih stanica, osobito biljnih, ili stanica nakon fiksacije i bojenja, unutar jezgre se otkrivaju zone guste tvari, koje su dobro obojene raznim bojama, osobito bazičnim. Sposobnost kromatina da percipira bazične (alkalne) boje ukazuje na njegova kisela svojstva, koja su određena činjenicom da kromatin sadrži DNA u kompleksu s proteinima. Kromosomi, koji se mogu promatrati tijekom diobe mitotske stanice, također imaju ista svojstva bojenja i sadržaj DNA.

Za razliku od prokariotskih stanica, materijal kromatina koji sadrži DNA eukariota može postojati u dva alternativna stanja: dekondenzirani u interfazi i maksimalno zbijeni tijekom mitoze, kao dio mitotičkih kromosoma.

U stanicama koje se ne dijele (interfaze), kromatin može ravnomjerno ispunjavati volumen jezgre ili se nalaziti u zasebnim nakupinama (kromocentrima). Često se posebno jasno otkriva na periferiji jezgre (parijetalni, rubni, kromatin u blizini membrane) ili tvori isprepletanja prilično debelih (oko 0,3 μm) i dugih niti unutar jezgre u obliku intranuklearne mreže.

Kromatin interfaznih jezgri je tijelo koje nosi DNK (kromosomi), koji u ovom trenutku gubi svoj kompaktni oblik, olabavi se i dekondenzira. Stupanj takve dekondenzacije kromosoma može varirati u jezgrama različitih stanica. Kada je kromosom ili njegovo područje potpuno dekondenzirano, te se zone nazivaju difuzni kromatin. Kada su kromosomi nepotpuno olabavljeni, u interfaznoj jezgri vidljiva su područja kondenziranog kromatina (ponekad zvanog heterokromatin). Brojna su istraživanja pokazala da stupanj dekondenzacije kromosomskog materijala, kromatina, u interfazi može odražavati funkcionalno opterećenje ove strukture. Što je kromatin interfazne jezgre difuzniji, to su sintetski procesi u njemu viši. Tijekom sinteze RNA mijenja se struktura kromatina. Smanjenje sinteze DNA i RNA u stanicama obično je popraćeno povećanjem zona kondenziranog kromatina.

Kromatin se maksimalno kondenzira tijekom mitotske stanične diobe, kada se nalazi u obliku tjelešaca - kromosoma. U tom razdoblju kromosomi ne nose nikakva sintetička opterećenja, u njih se ne ugrađuju prekursori DNA i RNA.

Na temelju toga možemo pretpostaviti da stanični kromosomi mogu biti u dva strukturna i funkcionalna stanja: u radnom, djelomično ili potpuno dekondenziranom, kada se odvijaju procesi transkripcije i reduplikacije uz njihovo sudjelovanje u interfaznoj jezgri, iu neaktivnom - u stanju metabolizma. maksimalno miruju svoju kondenzaciju, kada obavljaju funkciju distribucije i prijenosa genetskog materijala do stanica kćeri.

Eukromatin i heterokromatin

Stupanj strukturiranja i kondenzacije kromatina u interfaznim jezgrama može biti izražen u različitim stupnjevima. Dakle, u intenzivno dijelećim se i slabo specijaliziranim stanicama jezgre imaju difuznu strukturu; u njima se, osim uskog perifernog ruba kondenziranog kromatina, nalazi i mali broj malih kromocentara, dok glavni dio jezgre zauzimaju difuzni, dekondenzirani kromatin. U isto vrijeme, u visoko specijaliziranim stanicama ili u stanicama koje završavaju svoj životni ciklus, kromatin je predstavljen u obliku masivnog perifernog sloja i velikih kromocentara, blokova kondenziranog kromatina. Što je veći udio kondenziranog kromatina u jezgri, to je niža metabolička aktivnost jezgre. Prirodnom ili eksperimentalnom inaktivacijom jezgri dolazi do progresivne kondenzacije kromatina i, obrnuto, aktivacijom jezgri povećava se udio difuznog kromatina.

Međutim, nakon metaboličke aktivacije, ne mogu se sva područja kondenziranog kromatina transformirati u difuzni oblik. Još u ranim 1930-ima E. Geitz primijetio je da u interfaznim jezgrama postoje trajna područja kondenziranog kromatina, čija prisutnost ne ovisi o stupnju diferencijacije tkiva ili o funkcionalnoj aktivnosti stanica. Takva se područja nazivaju heterokromatin, za razliku od ostatka kromatina - eukromatina (samog kromatina). Prema tim konceptima, heterokromatin su kompaktni dijelovi kromosoma koji se pojavljuju u profazi prije drugih dijelova u mitotskim kromosomima i ne dekondenziraju se u telofazi, prelazeći u interfaznu jezgru u obliku intenzivno obojenih gustih struktura (kromocentara). Trajno kondenzirane zone najčešće su centromerne i telomerne regije kromosoma. Osim njih, neka područja koja ulaze u sastav krakova kromosoma mogu biti stalno kondenzirana - interkalarni, odnosno interkalarni, heterokromatin, koji je također prisutan u jezgrama u obliku kromocentara. Takvi stalno kondenzirani dijelovi kromosoma u interfaznim jezgrama danas se obično nazivaju konstitutivnim (trajnim) heterokromatinom. Treba napomenuti da područja konstitutivnog heterokromatina imaju niz značajki koje ga razlikuju od ostatka kromatina. Konstitutivni heterokromatin nije genetski aktivan; ne transkribira se, replicira se kasnije od ostatka kromatina, sadrži posebnu (satelitsku) DNA obogaćenu visokorepetitivnim sekvencama nukleotida, lokalizirana je u centromernim, telomernim i interkalarnim zonama mitotskih kromosoma. Udio konstitutivnog kromatina može biti različit u različitim objektima. Funkcionalni značaj konstitutivnog heterokromatina nije u potpunosti shvaćen. Pretpostavlja se da ima niz važnih funkcija povezanih s uparivanjem homologa u mejozi, sa strukturiranjem interfazne jezgre i s nekim regulatornim funkcijama.

Ostatak, glavnina kromatina jezgre, može promijeniti stupanj svoje zbijenosti ovisno o funkcionalnoj aktivnosti; pripada eukromatinu. Eukromatska neaktivna područja koja su u kondenziranom stanju počela su se nazivati ​​fakultativnim heterokromatinom, naglašavajući opcionalnost takvog stanja.

U diferenciranim stanicama samo je oko 10% gena u aktivnom stanju, dok su ostali geni inaktivirani i dio su kondenziranog kromatina (fakultativni heterokromatin). Ova okolnost objašnjava zašto je većina kromatina u jezgri strukturirana.

DNA kromatin

U pripravku kromatina, DNA obično čini 30-40%. Ova DNK je dvolančana spiralna molekula, slična čistoj izoliranoj DNK u vodenim otopinama. DNK kromatina ima molekularnu težinu od 7-9·106. Kao dio kromosoma, duljina pojedinačnih linearnih (za razliku od prokariotskih kromosoma) molekula DNA može doseći stotine mikrometara, pa čak i nekoliko centimetara. Ukupna količina DNA uključena u nuklearne strukture stanica, u genom organizama, varira.

DNA eukariotskih stanica heterogena je po sastavu, sadrži nekoliko klasa nukleotidnih sekvenci: sekvence koje se često ponavljaju (>106 puta), uključene su u frakciju satelitske DNA i ne transkribiraju se; frakcija umjereno ponavljajućih sekvenci (102-105), koje predstavljaju blokove pravih gena, kao i kratke sekvence razasute po genomu; frakcija jedinstvenih sekvenci koje nose informacije za većinu staničnih proteina. Sve ove klase nukleotida povezane su u jedan divovski kovalentni lanac DNA.

Glavni proteini kromatina su histoni

U staničnoj jezgri vodeća uloga u organiziranju rasporeda DNA, njezinom zbijanju i regulaciji funkcionalnih opterećenja pripada jezgrinim proteinima. Proteini u kromatinu vrlo su raznoliki, ali se mogu podijeliti u dvije skupine: histoni i nehistonski proteini. Histoni čine do 80% svih proteina kromatina. Njihova interakcija s DNA događa se preko soli ili ionskih veza i nespecifična je s obzirom na sastav ili slijed nukleotida u molekuli DNA. Eukariotska stanica sadrži samo 5-7 vrsta molekula histona. Za razliku od histona, takozvani nehistonski proteini uglavnom specifično komuniciraju s određenim sekvencama molekula DNA; raznolikost vrsta proteina uključenih u ovu skupinu je vrlo velika (nekoliko stotina), a raznolikost funkcija koje obavljaju je Sjajno.

Histoni, proteini karakteristični samo za kromatin, imaju niz posebnih svojstava. To su bazični ili alkalni proteini, čija su svojstva određena relativno visokim sadržajem osnovnih aminokiselina kao što su lizin i arginin. Pozitivni naboji na amino skupinama lizina i arginina određuju slanu ili elektrostatsku vezu ovih proteina s negativnim nabojima na fosfatnim skupinama DNA.

Histoni su relativno mali proteini u molekularnoj težini. Klase histona se međusobno razlikuju po sadržaju različitih bazičnih aminokiselina. Histone svih klasa karakterizira klasterska raspodjela glavnih aminokiselina - lizina i arginina, na N- i C-kraju molekula. Srednji dijelovi molekula histona tvore nekoliko (3-4) b-spiralnih odjeljaka, koji su zbijeni u globularnu strukturu u izotonskim uvjetima. Nespiralni krajevi molekula proteina histona bogati su pozitivnim nabojima i komuniciraju međusobno i s DNK.

Tijekom života stanice mogu se dogoditi posttranslacijske promjene (modifikacije) histona: acetilacija i metilacija nekih lizinskih ostataka, što dovodi do gubitka broja pozitivnih naboja, te fosforilacija serinskih ostataka, što dovodi do pojave negativnog naboja. . Acetilacija i fosforilacija histona mogu biti reverzibilne. Ove modifikacije značajno mijenjaju svojstva histona i njihovu sposobnost vezanja DNA.

Histoni se sintetiziraju u citoplazmi, transportiraju u jezgru i vežu za DNA tijekom njezine replikacije u S razdoblju, tj. sinkronizirane su sinteze histona i DNA. Kada stanica zaustavi sintezu DNA, histonske glasničke RNA se raspadaju unutar nekoliko minuta i sinteza histona prestaje. Histoni ugrađeni u kromatin vrlo su stabilni i imaju nisku stopu zamjene.

Funkcije histonskih proteina

1. Kvantitativno i kvalitativno stanje histona utječe na stupanj zbijenosti i aktivnosti kromatina.

2. Strukturna - zbijajuća - uloga histona u organizaciji kromatina.

Da bi se pakirale ogromne centimetarske molekule DNA duž duljine kromosoma, koji je velik samo nekoliko mikrometara, molekula DNA mora biti uvrnuta i zbijena s gustoćom pakiranja od 1 : 10 000. U procesu zbijanja DNA, Postoji nekoliko razina pakiranja, od kojih su prve izravno određene interakcijom histona s DNA

U jezgri stanica nalaze se sitna zrnca i nakupine materijala koji je obojen osnovnim bojama i zbog toga je nazvan kromatin (od grč. chroma - boja).

Kromatin je despiralizirani oblik postojanja kromosoma u jezgri koja se ne dijeli. Njegova kemijska osnova je deoksiribonukleoprotein, kompleks DNA s histonskim i nehistonskim proteinima. Štoviše, do trenutka replikacije DNA svaki kromosom sadrži samo jednu linearnu molekulu DNA. Kromatin odgovara kromosomima, koji su u interfaznoj jezgri predstavljeni dugim upletenim nitima i ne razlikuju se kao pojedinačne strukture. Ozbiljnost spiralizacije svakog kromosoma nije jednaka duž njihove duljine. Implementacija genetske informacije provodi se despiraliziranim dijelovima kromosoma.

Proteini čine značajan dio supstance kromosoma. Oni čine oko 65% mase ovih struktura. Svi kromosomski proteini dijele se u dvije skupine: histoni i nehistonski proteini.

Histonski proteini uključuju 5 glavnih tipova proteina: H1, H2A, H2B, H3 i H4 (H za histon). Histoni prve tri klase (H1, H2A, H2B) sadrže velike količine aminokiseline lizina. Histoni H3 i H4 sadrže mnogo aminokiseline arginina. Histoni su pozitivno nabijeni bazični proteini koji se prilično čvrsto vežu na molekule DNA čije fosfatne skupine nose negativan naboj. Vezanje histona na DNK sprječava čitanje bioloških informacija sadržanih u DNK. To je njihova regulatorna uloga. Osim toga, ti proteini obavljaju strukturnu funkciju, osiguravajući prostornu organizaciju DNA u kromosomima.

Ukupni maseni sadržaj kiselih (nehistonskih) proteina u kromosomima znatno je manji od sadržaja histona. Međutim, ti su proteini iznimno raznoliki (broj frakcija nehistonskih proteina prelazi 100).

Vjerojatno je da neki od kiselih proteina igraju strukturnu ulogu, sudjelujući u formiranju supranukleosomskih razina pakiranja kromosoma.

Drugu skupinu čine brojni enzimi koji osiguravaju procese replikacije, modifikacije, popravka i transkripcije.

Čini se da je skupina regulatornih proteina najraznovrsnija po sastavu. Oni kontroliraju aktivnost gore navedenih enzima, kao i dostupnost određenih dijelova DNA za te enzime.

Klasifikacija kromatina.

U jezgri velike većine stanica genetski materijal predstavlja difuzno smješten kromatin. Međutim, kada se kromatin oboji pod svjetlosnim mikroskopom, otkriva se njegova heterogenost. Glavnina kromatina, koja je blijede boje, naziva se eukromatin. Osim eukromatina, u kromatinu jezgre detektiraju se područja kromatina tamnije boje. Ova vrsta kromatina naziva se heterokromatin. (Eukromatin i heterokromatin se međusobno razlikuju po stupnju spiralizacije. Heterokromatin je jače kondenziran, pa se boji intenzivnije od eukromatina.)

Dakle, postoje dvije vrste kromatina:

1) eukromatin (od grčkog eu - dobro, potpuno i kromatin), dijelovi kromosoma koji održavaju despiralizirano stanje u jezgri u mirovanju (u interfazi) i spiraliziraju se tijekom stanične diobe (u profazi); eukromatin odgovara segmentima kromosoma koji se nalaze bliže središtu jezgre. Eukromatin je despiraliziraniji, manje kompaktan, sadrži većinu gena i potencijalno je sposoban za transkripciju. Pretpostavlja se da sadrži DNA koja je genetski aktivna u interfazi. Eukromatin se od heterokromatina razlikuje po nižem udjelu metiliranih baza i blokova ponavljajućih sekvenci DNA, većem broju nehistonskih proteina i acetiliranih histonskih molekula te manje gustom pakiranju kromosomskog materijala, što se smatra posebno važnim za aktivnost eukromatin i čini ga potencijalno pristupačnijim enzimima koji omogućuju transkripciju. Eukromatin može poprimiti svojstva fakultativnog heterokromatina – inaktiviran, što je jedan od načina regulacije aktivnosti gena.

2) heterokromatin je dio kromatina koji je u čvrsto spiralnom, zbijenom stanju tijekom cijelog staničnog ciklusa. Heterokromatin odgovara kondenziranim, čvrsto smotanim segmentima kromosoma (što ih čini nedostupnima za transkripciju). Intenzivno je obojen bazičnim bojama i pod svjetlosnim mikroskopom ima izgled tamnih mrlja ili granula. Heterokromatin se nalazi bliže kariolemi, kompaktniji je od eukromatina i sadrži "tihe" gene, tj. geni koji su trenutno neaktivni. Heterokromatske regije kromosoma u pravilu se repliciraju kasnije od eukromatskih i ne transkribiraju se, tj. genetski vrlo inertan. Jezgre aktivnih tkiva i embrionalne stanice uglavnom su siromašne heterokromatinom. Postoji konstitutivni i fakultativni heterokromatin.

2.1) konstitutivni (strukturni) kromatin prvi je otkrio u ranim 30-ima Geitz, koji je primijetio da u interfaznim jezgrama postoje trajna područja kondenziranog kromatina. Njegova prisutnost ne ovisi o stupnju diferencijacije tkiva ili funkcionalnoj aktivnosti. Heterokromatin su kompaktni dijelovi kromosoma koji se pojavljuju u profazi prije ostalih dijelova kao dio mitotičkih kromosoma i nisu dekondenzirani u telofazi, prelazeći u interfaznu jezgru u obliku intenzivno obojenih gustih struktura (kromocentara), koji se nalaze u blizini karioleme. Trajno kondenzirane zone najčešće su centromerne i telomerne regije kromosoma. Konstitutivni kromatin se ne transkribira, replicira se kasnije od svih drugih kromatina i sadrži (satelitsku) DNA obogaćenu često ponavljanim nukleotidnim sekvencama; služi za međudjelovanje kromosoma s laminom.

2.2) fakultativni (funkcionalni) heterokromatin detektira se usporedbom jezgri različitih stanica istog organizma, te se otkrije da određena područja kromatina u nekim stanicama mogu biti heterokromatska, au drugim eukromatična. DNA fakultativnog heterokromatina sadrži gene koji su neaktivni zbog svoje jake kondenzacije. Međutim, ovi geni mogu funkcionirati ako određeno područje kromatina uđe u dekondenzirano (eukromatsko) stanje. Dakle, fakultativni heterokromatin je odraz jednog od načina reguliranja djelovanja gena - uz njegovu pomoć, različiti geni se mogu "isključiti" u različitim stanicama. Osim toga, fakultativni heterokromatin može biti prisutan samo u jednom od homolognih kromosoma. Primjer ove vrste heterokromatina je drugi X kromosom u ženki sisavaca, koji je inaktiviran tijekom rane embriogeneze zbog svoje ireverzibilne kondenzacije. Tako kod čovjeka najprije funkcioniraju dva kromosoma X (y ♀♀), što je neophodno za normalan tijek oogeneze (razvoj ženskih spolnih stanica); 16. dana u svim stanicama ženskog embrija jedan od X kromosoma kromosoma tvori tijelo spolnog kromatina (tijelo Bar), koje se može otkriti u blizini jezgrene membrane interfaznih stanica u obliku dobro obojene heterokromatske tvorevine.

Razine zbijanja kromatina.

Održavajući kontinuitet u brojnim generacijama stanica, kromosomi mijenjaju svoju strukturu ovisno o razdoblju i fazi staničnog ciklusa. U interfazi stvaraju kromatin. Pri prijelazu stanice u mitozu, osobito u metafazi, kromatin poprima oblik jasno vidljivih pojedinačnih intenzivno obojenih tjelešaca – kromosoma. Interfazni i metafazni oblici postojanja kromosoma promatraju se kao dvije polarne varijante njihove strukturne organizacije, povezane u staničkom ciklusu međusobnim prijelazima. Razlikuju se sljedeće razine zbijanja DNA:

0) Dvostruka spirala DNK predstavljena je "golom" DNK, koja nije povezana s proteinima. Širina dvostruke spirale DNK je 2 nm.

1) Razina nukleosoma Kromatin se javlja kada molekula DNA stupa u interakciju s molekulama histonskih proteina. Dva i pol zavoja dvostruke spirale DNA (146-200 parova baza) omotana su oko vanjske strane proteinske jezgre, tvoreći nukleosom (sl. 9, 10).

Jezgra je proteinski oktamer koji se sastoji od 8 histonskih proteina četiri vrste (H2A, H2B, H3, H4). Svaki histon predstavljen je s dvije molekule. DNK je omotana oko jezgre izvana, tvoreći dva poluzavoja (slika 10). Odsječak DNA između nukleosoma naziva se poveznica i dugačak je 50-60 parova nukleotida. Debljina nukleosomskog fibrila (niti) je 8-11 nm.

Riža. 10. Struktura čestice nukleosomske jezgre.

2) Nukleomerni (kromatinska fibrila, ili nit). Nukleosomska struktura se uvija u obliku superheliksa. U svom formiranju uzima još jedan histonski protein H1, koji se nalazi između nukleosoma i povezan je s veznikom. Jedna molekula histona H1 vezana je za svaki povezivač. Molekule H1 u kompleksu s veznicima međusobno djeluju i uzrokuju supersmotavanje nukleosomskog fibrila. Kao rezultat, kromatinska fibrila(Sl. 11), čija je debljina 30 nm:

Riža. jedanaest. Kromatinska fibrila.

Na nukleomernoj razini, DNA je zbijena 40 puta. Supernavijanje se događa na dva načina. Nukleosomska fibrila može formirati spiralu drugog reda, koja ima oblik solenoida. U drugoj varijanti, supernavijanje 8-10 nukleosoma tvori veliku kompaktnu strukturu - nukleomer. U oba slučaja nastaje nova razina prostorne organizacije kromatina koja se naziva nukleomerna razina. Ova razina ne dopušta sintezu RNA s nukleomernom DNA (transkripcija se ne događa na nukleomernoj razini organizacije kromatina).

Riža. 12 Petljasta struktura kromatina.

4) jadan(od chroma – boja, nema – nit) razini. Kromatin je tvar koja tvori kromosome. U najjednostavnijem slučaju, kromosom sadrži jednu cjelovitu gigantsku molekulu DNA u kompleksu s proteinima, tj. DNP fibril. Ova DNP fibrila naziva se kromonem. Kromonemska razina nastaje kao rezultat konvergencije kromomera duž njihove duljine. Prije diobe stanice, tijekom S-perioda interfaze, svaki kromosom koji sadrži jedan kromonem se udvostruči i sastoji se od dva kromonema. Ovi kromonemi povezani su u određenom području kromosoma posebnom strukturom – centromerom.

Metafazni kromosom sastoji se od dvije kromatide (slika 15 E). Debljina mu je 1400 nm. Kromatide su povezane centromerom. Kada se stanica dijeli, kromatide se odvajaju i završavaju u različitim stanicama kćerima. Slijed zbijanja kromatina, počevši od molekule DNA do kromosoma, može se pratiti na slici 15.

Riža. 15. Razine zbijanja kromatina:

A - nuklezomska fibrila, B - elementarna kromatinska fibrila; B - struktura interfazne petlje, D - kromonem; D – kromatida; E - metafazni kromosom.

Eukromatin odgovara nukleosomskim i nukleomernim razinama zbijanja DNA. Heterokromatin je kromomerna i kromonemska razina zbijanja DNA, a kromatidna i kromosomska razina promatraju se tijekom mitoze.

Dakle, kromatin i kromosomi su dezoksiribonukleoproteini (DNP), ali kromatin* je neuvijeno stanje, a kromatide, a time i kromosomi, su zamotano stanje. U interfaznoj jezgri nema kromatida i kromosoma, oni se pojavljuju kada je nuklearna membrana uništena (tijekom diobe: u fazama kasne profaze, metafaze, anafaze, rane telofaze).

* Izraz kromatin također se koristi za označavanje nasljedne tvari stanice, koja je deoksiribonukleoproteinski kompleks različitog stupnja zbijenosti.

Struktura kromosoma

Kromosomi su najzgusnutije stanje kromatina. Najkompaktniji kromosomi vidljivi su u fazi metafaze, a sastoje se od dvije kromatide povezane u centromeri. Kromatide su genetski identične, nastaju tijekom replikacije i stoga se nazivaju sestrinske kromatide.

Riža. 16. Metafazni kromosom.

Ovisno o položaju centromera, razlikuju se sljedeće vrste kromosoma:

Riža. 17. Vrste kromosoma.

Kod kromosomskih anomalija (poremećaja u građi kromosoma) mogu nastati i telocentrični kromosomi ako odvajanjem kraka od kromosoma ostane samo jedan krak, a centromera se nalazi na kraju kromosoma. Krajevi krakova kromosoma nazivaju se telomeri.

V. Jezgrica

Jezgrica je okrugla struktura jasno vidljiva u svjetlosnom mikroskopu i najgušća je struktura jezgre. Nukleolus se nalazi unutar jezgre. Jezgrica je intenzivno obojena nuklearnim bojama, jer sadrži velike količine RNA i DNA. Jezgrica sadrži ribonukleoproteine ​​(RNP). Jezgre eukariotskih stanica mogu imati jednu, dvije ili više jezgrica. Jezgrica nije struktura odvojena od kromatina, već njegov derivat. Jezgrica je lišena membrane i formirana je oko regija kromosoma u DNA u kojima su kodirane informacije o strukturi r-RNA. Ove specijalizirane strukture (petlje) kromosoma nazivaju se nukleolarni organizatori. Nukleolarni organizatori nalaze se u području sekundarne konstrikcije satelitskih kromosoma. r-RNA se sintetizira na DNA nukleolarnog organizatora. Tipično, funkcija nukleolarnog organizatora obavlja se sekundarnom konstrikcijom satelitskih kromosoma. Kod čovjeka su takve regije prisutne u 5 kromosoma - 13., 14., 15., 21. i 22., gdje se nalaze brojne kopije gena koji kodiraju ribosomsku RNA (r-RNA). Veličina i broj jezgrica raste s povećanjem funkcionalne aktivnosti stanice. Posebno velike nukleole karakteristične su za embrionalne stanice koje aktivno sintetiziraju proteine, kao i stanice brzo rastućih malignih tumora. Jezgrica nestaje u profazi mitoze, kada se nukleolarni organizatori "razdvoje" tijekom kondenzacije odgovarajućih kromosoma, formirajući se ponovno u telofazi.

Funkcije jezgrice uključuju sintezu r-RNA i njezino sklapanje u prekursore ribosomskih podjedinica.

Pod elektronskim mikroskopom u nukleolu se otkrivaju dva područja:

1) fibrilarna regija se sastoji od mnogo tankih filamenata (5-8 nm) i nalaze se u unutarnjem dijelu nukleolusa. Ovdje se također nalaze DNA dijelovi nukleolarnih organizatora. U fibrilarnom dijelu jezgrice r-RNA nastaje tijekom transkripcije i sazrijevanja (procesiranja) r-RNA.

2) globularni dio (granularna komponenta) nastaje nakupljanjem gustih čestica promjera 10-20 nm. U globularnom dijelu r-RNA se spaja s proteinima koji dolaze iz citoplazme, tj. dolazi do stvaranja ribosomskih podjedinica.

Fibrilarne i granularne i granularne komponente jezgrice tvore tzv. nukleolarni filament (nukleosom) debljine 60-80 nm, koji unutar nukleolusa tvori široku plutajuću mrežu koja se ističe većom gustoćom na pozadini manje gustog matriksa.

Jezgrica je okružena perinuklearnim kromatinom, mala količina kromatina prodire s periferije u nukleolus (intranukleolarni kromatin). U jezgrici stanica nalaze se sitna zrnca i nakupine kromatina koji se boji bazičnim bojama; sastoji se od kompleksa DNA i proteina i odgovara kromosomima, koji su u interfaznoj jezgri predstavljeni dugim tankim upletenim nitima i ne mogu se razlikovati kao vizualne strukture.

JEZGRA I DIOBA STANICE

Nenuklearne strukture koje se javljaju (eritrociti, trombociti, rožnate ljuske) rezultat su specifične diferencijacije oblika jezgrenih stanica

Tijelo također sadrži strukture koje sadrže desetke i stotine jezgri. Tu spadaju simplasti i sincicij.

Simplasti nastaju kao rezultat stapanja stanica i višejezgreni su protoplazmatski lanci.

Sincicij nastaje kao rezultat nepotpune stanične diobe i predstavlja jato, skupinu stanica spojenih citoplazmatskim mostovima.

Jezgra je različitog oblika, češće okrugla, rjeđe štapićasta ili nepravilna. Treba napomenuti da oblik jezgre nastoji ponoviti oblik stanice i odgovara njezinoj funkcionalnoj namjeni. Na primjer, glatki miociti, koji imaju oblik vretena, imaju jezgru u obliku šipke. Krvni limfociti su okruglog oblika, a jezgre su im obično okrugle.

Funkcije jezgre:

Pohranjivanje i prijenos nasljednih informacija stanicama kćerima

Regulacija sinteze proteina

Pohranjivanje genetskih informacija osigurano je činjenicom da DNA kromosoma sadrži enzime za popravak koji obnavljaju jezgre kromosoma nakon što su oštećeni. Prijenos nasljednih informacija događa se kada su identične kopije DNK ravnomjerno raspoređene između stanica kćeri tijekom diobe stanice majke.

Sinteza proteina regulirana je činjenicom da se na površini kromosoma DNA transkribiraju sve vrste RNA: informacijske, ribosomske i transportne, koje sudjeluju u sintezi proteina na površini zrnatog EPS-a.

Strukturne tvorbe jezgre najizraženije su tijekom određenog razdoblja života stanice – u interfazi.

Strukturni elementi interfazne jezgre:

1) kromatin

2) jezgrica

3) kariolema

4) karioplazma

KROMATIN

Ovo je nuklearni element koji dobro prihvaća boje (kromos), pa mu otuda i naziv. Kromatin se sastoji od filamenata - elementarnih fibrila, debljine 20-25 nm, smještenih labavo ili kompaktno u jezgri. Ovo je osnova za podjelu kromatina u 2 tipa:

1) eukromatin je labav (dekondenziran), slabo obojen osnovnim bojama.

2) heterokromatin – kompaktan (kondenziran), lako se boji osnovnim bojama.

Eukromatin se naziva aktivnim, a heterokromatin neaktivnim. Djelovanje eukromatina objašnjava se činjenicom da su vlakna DNA despiralizirana, tj. otkriveni su geni na čijoj površini se događa transkripcija RNK. Time se stvaraju uvjeti za transkripciju RNK. Ako DNA kromosoma nije despirirana, tada su geni ovdje zatvoreni, što otežava prepisivanje RNA s njihove površine. Posljedično, sinteza proteina se smanjuje. Zbog toga je heterokromatin neaktivan. Odnos eu- i heterokromatina u jezgri pokazatelj je aktivnosti sintetskih procesa u stanici.

Kromatin mijenja svoje fizičko stanje ovisno o funkcionalnoj aktivnosti stanice. Tijekom diobe kromatin se kondenzira i transformira u kromosome. Stoga su kromatin i kromosomi različita agregatna stanja iste tvari.

Kemijski sastav kromatina:

1. DNK - 40%
2. Proteini – 60%
3. RNA – 1%

Nuklearni proteini dolaze u dva oblika:

Osnovni (histonski) proteini (80-85%)

Kiseli (nehistonski) proteini (15-20%).

Nehistonski proteini tvore proteinsku mrežu u karioplazmi (nuklearni matriks), osiguravajući unutarnji red u rasporedu kromatina. Histonski proteini tvore blokove, od kojih se svaki sastoji od 8 molekula. Ti se blokovi nazivaju nukleosomi. DNA fibril je omotan oko nukleosoma. Funkcije histonskih proteina:

Poseban raspored kromosoma DNA

Regulacija sinteze proteina.

Biokemijska istraživanja u genetici važan su način proučavanja njezinih osnovnih elemenata - kromosoma i gena. U ovom članku ćemo pogledati što je kromatin i saznati njegovu strukturu i funkcije u stanici.

Nasljednost je glavno svojstvo žive tvari

Glavni procesi koji karakteriziraju organizme koji žive na Zemlji uključuju disanje, prehranu, rast, izlučivanje i razmnožavanje. Posljednja funkcija je najznačajnija za očuvanje života na našem planetu. Kako se ne sjetiti da je prva zapovijed koju je Bog dao Adamu i Evi bila sljedeća: „Plodite se i množite se“. Na staničnoj razini generativnu funkciju obavljaju nukleinske kiseline (sastavna tvar kromosoma). Ove strukture ćemo dalje razmotriti.

Dodajmo i to da se čuvanje i prijenos nasljednih informacija potomcima odvija po jedinstvenom mehanizmu, koji je potpuno neovisan o razini organizacije jedinke, odnosno i za virus, i za bakteriju, i za čovjeka. , univerzalna je.

Što je supstanca nasljeđa

U ovom radu proučavamo kromatin čija struktura i funkcije izravno ovise o organizaciji molekula nukleinskih kiselina. Godine 1869. švicarski znanstvenik Miescher otkrio je spojeve koji pokazuju svojstva kiselina u jezgrama stanica imunološkog sustava, koje je prvo nazvao nuklein, a potom nukleinske kiseline. S kemijskog gledišta to su visokomolekularni spojevi – polimeri. Njihovi monomeri su nukleotidi koji imaju sljedeću strukturu: purinska ili pirimidinska baza, pentoza i ostatak.Znanstvenici su otkrili da u stanicama mogu biti prisutne dvije vrste i RNA. Oni su u kompleksu s proteinima i tvore supstancu kromosoma. Kao i proteini, nukleinske kiseline imaju nekoliko razina prostorne organizacije.

Godine 1953. dobitnici Nobelove nagrade Watson i Crick dešifrirali su strukturu DNK. To je molekula koja se sastoji od dva lanca povezana vodikovim vezama koje nastaju između dušičnih baza po principu komplementarnosti (nasuprot adenina nalazi se timinska baza, nasuprot citozina nalazi se gvaninska baza). Kromatin, čiju strukturu i funkcije proučavamo, sadrži molekule deoksiribonukleinske kiseline i ribonukleinske kiseline različitih konfiguracija. Detaljnije ćemo se zadržati na ovom pitanju u odjeljku "Razine organizacije kromatina".

Lokalizacija tvari nasljednosti u stanici

DNA je prisutna u citostrukturama kao što je jezgra, kao i u organelama sposobnim za diobu – mitohondrijima i kloroplastima. To je zbog činjenice da ove organele obavljaju najvažnije funkcije u stanici: kao i sintezu glukoze i stvaranje kisika u biljnim stanicama. Tijekom sintetske faze životnog ciklusa, majčinske organele se udvostruče. Dakle, stanice kćeri, kao rezultat mitoze (dioba somatskih stanica) ili mejoze (formiranje jajašca i spermija), dobivaju potreban arsenal staničnih struktura koje opskrbljuju stanice hranjivim tvarima i energijom.

Ribonukleinska kiselina se sastoji od jednog lanca i ima nižu molekularnu težinu od DNK. Nalazi se iu jezgri iu hijaloplazmi, a također je dio mnogih staničnih organela: ribosoma, mitohondrija, endoplazmatskog retikuluma, plastida. Kromatin u tim organelama povezan je s histonskim proteinima i dio je plazmida – kružnih zatvorenih molekula DNA.

Kromatin i njegova struktura

Dakle, utvrdili smo da su nukleinske kiseline sadržane u supstanci kromosoma - strukturnih jedinica nasljeđa. Njihov kromatin pod elektronskim mikroskopom izgleda kao granule ili končaste tvorevine. Sadrži, osim DNK, i molekule RNK, kao i proteine ​​koji pokazuju osnovna svojstva i nazivaju se histoni. Svi gore navedeni nukleozomi. Sadržane su u kromosomima jezgre i nazivaju se fibrile (solenoidne niti). Da sumiramo sve gore navedeno, definirajmo što je kromatin. Ovo je složeni spoj posebnih proteina - histona. Dvolančane molekule DNA namotane su na njih, poput kolutova, tvoreći nukleosome.

Razine organizacije kromatina

Supstanca nasljedstva ima drugačiju strukturu, koja ovisi o mnogim čimbenicima. Na primjer, ovisi o tome u kojoj fazi životnog ciklusa stanica prolazi: razdoblje diobe (metoza ili mejoza), presintetsko ili sintetsko razdoblje interfaze. Iz oblika solenoida, odnosno fibrila, kao najjednostavnijeg, dolazi do daljeg zbijanja kromatina. Heterokromatin je gušće stanje, nastaje u intronskim regijama kromosoma gdje je transkripcija nemoguća. Tijekom razdoblja mirovanja stanice - interfaze, kada nema procesa diobe - heterokromatin se nalazi u karioplazmi jezgre duž periferije, u blizini njezine membrane. Zbijanje jezgrinog sadržaja događa se tijekom postsintetske faze životnog ciklusa stanice, odnosno neposredno prije diobe.

O čemu ovisi kondenzacija supstance nasljeđa?

Nastavljajući proučavati pitanje "što je kromatin", znanstvenici su utvrdili da njegovo zbijanje ovisi o histonskim proteinima, koji su uključeni u nukleosome zajedno s molekulama DNA i RNA. Sastoje se od četiri vrste proteina, koji se nazivaju jezgra i poveznica. U vrijeme transkripcije (čitanja informacija iz gena pomoću RNA), tvar nasljeđa je slabo kondenzirana i naziva se eukromatin.

Trenutno se i dalje proučavaju značajke distribucije molekula DNA povezanih s histonskim proteinima. Na primjer, znanstvenici su otkrili da se kromatin različitih lokusa istog kromosoma razlikuje u razini kondenzacije. Na primjer, na mjestima gdje su niti vretena, zvane centromere, pričvršćene na kromosom, gušće je nego u telomernim regijama – terminalnim lokusima.

Genski regulatori i sastav kromatina

Koncept regulacije aktivnosti gena, koji su stvorili francuski genetičari Jacob i Monod, daje ideju o postojanju regija deoksiribonukleinske kiseline u kojima nema podataka o strukturi proteina. Obavljaju čisto birokratsko – upravljačke funkcije. Nazvani regulatorni geni, ti dijelovi kromosoma u pravilu nemaju histonske proteine ​​u svojoj strukturi. Kromatin, određen sekvenciranjem, naziva se otvorenim.

Tijekom daljnjih istraživanja utvrđeno je da ti lokusi sadrže nukleotidne sekvence koje sprječavaju vezivanje proteinskih čestica na molekule DNA. Takva područja sadrže regulatorne gene: promotore, pojačivače, aktivatore. Zbijenost kromatina u njima je velika, a duljina tih regija u prosjeku iznosi oko 300 nm. Postoji definicija otvorenog kromatina u izoliranim jezgrama, u kojoj se koristi enzim DNAse. Vrlo brzo cijepa kromosomske lokuse kojima nedostaju histonski proteini. Kromatin u tim područjima nazvan je preosjetljivim.

Uloga tvari nasljeđa

Kompleksi koji uključuju DNA, RNA i protein, zvani kromatin, uključeni su u ontogenezu stanice i mijenjaju svoj sastav ovisno o vrsti tkiva, kao i o stupnju razvoja organizma u cjelini. Na primjer, u epitelnim stanicama kože geni poput pojačivača i promotora blokirani su represorskim proteinima, dok su ti isti regulatorni geni u sekretornim stanicama crijevnog epitela aktivni i nalaze se u zoni otvorenog kromatina. Genetičari su otkrili da DNK koja ne kodira proteine ​​čini više od 95% cjelokupnog ljudskog genoma. To znači da postoji mnogo više kontrolnih gena nego onih odgovornih za sintezu peptida. Uvođenje metoda kao što su DNK čipovi i sekvencioniranje omogućilo je otkrivanje što je kromatin i, kao rezultat toga, mapiranje ljudskog genoma.

Istraživanje kromatina vrlo je važno u takvim granama znanosti kao što su humana genetika i medicinska genetika. To je zbog naglo povećane razine pojavnosti nasljednih bolesti - genetskih i kromosomskih. Rano otkrivanje ovih sindroma povećava postotak pozitivnih prognoza u njihovom liječenju.

Opće karakteristike interfazne jezgre

Jezgra je najvažniji sastavni dio stanice, a nalazi se u gotovo svim stanicama višestaničnih organizama. Većina stanica ima jednu jezgru, ali postoje dvojezgrene i višejezgrene stanice (na primjer, poprečno-prugasta mišićna vlakna). Binuklearnost i multinukleacija određene su funkcionalnim karakteristikama ili patološkim stanjem stanica. Oblik i veličina jezgre vrlo su promjenjivi i ovise o vrsti organizma, vrsti, starosti i funkcionalnom stanju stanice. U prosjeku, volumen jezgre iznosi približno 10% ukupnog volumena stanice. Najčešće, jezgra ima okrugli ili ovalni oblik u rasponu od 3 do 10 mikrona u promjeru. Minimalna veličina jezgre je 1 mikron (kod nekih protozoa), najveća je 1 mm (jaja nekih riba i vodozemaca). U nekim slučajevima postoji ovisnost oblika jezgre o obliku stanice. Jezgra obično zauzima središnji položaj, ali u diferenciranim stanicama može biti pomaknuta u periferni dio stanice. Gotovo sva DNA eukariotske stanice koncentrirana je u jezgri.

Glavne funkcije kernela su:

1) Pohranjivanje i prijenos genetskih informacija;

2) Regulacija sinteze proteina, metabolizma i energije u stanici.

Dakle, jezgra nije samo spremište genetskog materijala, već i mjesto gdje taj materijal funkcionira i razmnožava se. Stoga će poremećaj bilo koje od ovih funkcija dovesti do smrti stanice. Sve to ukazuje na vodeću važnost nuklearnih struktura u procesima sinteze nukleinskih kiselina i proteina.

JEBENI

Jezgra. Kromatin, heterokromatin, eukromatin.

Jezgra (lat. nucleus) je jedna od strukturnih komponenti eukariotske stanice, koja sadrži genetske informacije (molekule DNA), obavljajući glavne funkcije: pohranjivanje, prijenos i implementacija nasljednih informacija, osiguravajući sintezu proteina. Jezgra se sastoji od kromatina, jezgrice, karioplazme (ili nukleoplazme) i jezgrine ovojnice. U staničnoj jezgri dolazi do replikacije (ili reduplikacije) – udvostručavanja molekula DNA, kao i do transkripcije – sinteze molekula RNA na molekuli DNA. Molekule RNA sintetizirane u jezgri se modificiraju i zatim otpuštaju u citoplazmu. Stvaranje obiju ribosomskih podjedinica događa se u posebnim tvorevinama stanične jezgre - nukleoli. Dakle, stanična jezgra nije samo spremište genetskih informacija, već i mjesto gdje taj materijal funkcionira i razmnožava se.

Interfazna stanica koja se ne dijeli obično ima jednu jezgru po stanici (iako se mogu naći i višejezgrene stanice). Jezgra se sastoji od kromatina, jezgrice, karioplazme (nukleoplazme) i jezgrene membrane koja je odvaja od citoplazme (slika 17.).

Kromatin

Promatranjem živih ili fiksnih stanica unutar jezgre otkrivaju se zone guste tvari koje dobro reagiraju na različita bojila, osobito bazična. Zahvaljujući ovoj sposobnosti dobrog bojenja, ova komponenta jezgre naziva se "kromatin" (od grčke chroma - boja, boja). Kromatin se sastoji od DNK u kompleksu s proteinom. Ista svojstva imaju i kromosomi koji su jasno vidljivi tijekom diobe mitotske stanice. U stanicama koje se ne dijele (interfazne), kromatin, detektiran svjetlosnim mikroskopom, može više ili manje ravnomjerno ispuniti volumen jezgre ili se nalaziti u zasebnim nakupinama.

Kromatin interfaznih jezgri sastoji se od kromosoma, koji, međutim, u ovom trenutku gube svoj kompaktni oblik, olabave se i dekondenziraju. Stupanj takve dekondenzacije kromosoma može varirati. Zone potpune dekondenzacije njihovih odjeljaka morfolozi nazivaju eukromatinumom. Kada su kromosomi nepotpuno olabavljeni, u interfaznoj jezgri vidljiva su područja kondenziranog kromatina, koja se ponekad nazivaju heterokromatin. Stupanj dekondenzacije kromosomskog materijala - kromatina u interfazi može odražavati funkcionalno opterećenje ove strukture. Što je kromatin više "difuzno" raspoređen u interfaznoj jezgri (tj. što je više eukromatina), to su sintetski procesi u njemu intenzivniji.

Kromatin se maksimalno kondenzira tijekom mitotske stanične diobe, kada se nalazi u obliku gustih kromosoma. Tijekom tog razdoblja kromosomi ne obavljaju nikakve sintetičke funkcije, DNA i RNA prekursori nisu uključeni u njih.

Dakle, stanični kromosomi mogu biti u dva strukturna i funkcionalna stanja: u aktivnom, radnom, djelomično ili potpuno dekondenziranom stanju, kada se odvijaju procesi transkripcije i reduplikacije uz njihovo sudjelovanje u interfaznoj jezgri, iu neaktivnom stanju, u stanju metabolizma miruju s maksimalnom kondenzacijom, kada obavljaju funkciju distribucije i prijenosa genetskog materijala do stanica kćeri.

Kromatin

Ogromna duljina eukariotskih molekula DNA predodredila je pojavu posebnih mehanizama za pohranu, replikaciju i implementaciju genetskog materijala. Kromatin je naziv za kromosomske DNA molekule u kombinaciji sa specifičnim proteinima potrebnim za izvođenje tih procesa. Većina se sastoji od "skladišnih proteina", takozvanih histona. Od tih proteina građeni su nukleosomi – strukture na koje su namotane niti molekula DNA. Nukleosomi su raspoređeni prilično pravilno, tako da dobivena struktura podsjeća na kuglice. Nukleosom se sastoji od četiri vrste proteina: H2A, H2B, H3 i H4. Jedan nukleosom sadrži po dva proteina svake vrste – ukupno osam proteina. Histon H1, veći od ostalih histona, veže se za DNK na mjestu ulaska u nukleosom. Nukleosom zajedno s H1 naziva se kromatosom.

Lanac DNA s nukleosomima tvori nepravilnu strukturu sličnu solenoidu debljine oko 30 nanometara, takozvanu fibrilu od 30 nm. Daljnje pakiranje ovog fibrila može imati različite gustoće. Ako je kromatin tijesno zbijen, naziva se kondenzirani ili heterokromatin, jasno je vidljivo pod mikroskopom. DNK smještena u heterokromatinu se ne transkribira; ovo je stanje obično karakteristično za beznačajna ili tiha područja. U interfazi se heterokromatin obično nalazi duž periferije jezgre (parijetalni heterokromatin). Do potpune kondenzacije kromosoma dolazi prije diobe stanice. Ako je kromatin labavo upakiran, tzv eu- ili interkromatin. Ovaj tip kromatina mnogo je manje gust kada se promatra pod mikroskopom i obično ga karakterizira prisutnost transkripcijske aktivnosti. Gustoća pakiranja kromatina uvelike je određena modifikacijama histona – acetilacijom i fosforilacijom.

Vjeruje se da u jezgri postoje takozvane funkcionalne kromatinske domene (DNK jedne domene sadrži oko 30 tisuća parova baza), odnosno svaki dio kromosoma ima svoj "teritorij". Nažalost, pitanje prostorne raspodjele kromatina u jezgri još nije dovoljno proučeno. Poznato je da su telomerne (terminalne) i centromerne (odgovorne za povezivanje sestrinskih kromatida u mitozi) regije kromosoma pričvršćene na proteine ​​nuklearne lamine.

2. Kromatin

Kromatin su brojne granule obojene bazičnim bojama iz kojih nastaju kromosomi. Kromosome čini kompleks nukleoproteina koji sadrži nukleinske kiseline i proteine. Postoje dvije vrste kromatina u jezgrama ljudskih stanica u interfazi - dispergirani, slabo obojeni kromatin (eukromatin), formiran od dugih, tankih, isprepletenih vlakana, metabolički vrlo aktivan i kondenzirani kromatin (heterokromatin), koji odgovara regijama kromosoma koji nisu uključeni u procesima kontrole metaboličke aktivnosti . Zrele stanice (na primjer, krv) karakteriziraju jezgre bogate gustim, kondenziranim kromatinom, koji leži u nakupinama. U jezgrama somatskih stanica žena predstavljen je nakupinom kromatina u blizini nuklearne membrane: to je ženski spolni kromatin (ili Barrova tjelešca), koji je kondenzirani X kromosom. Muški spolni kromatin predstavljen je u jezgri muških somatskih stanica kao nakupina koja svijetli kada se boji fluorokromima. Određivanje spolnog kromatina koristi se, primjerice, za određivanje spola djeteta iz stanica dobivenih iz amnionske tekućine trudnice.