Τι είναι η χρωματίνη;

Η χρωματίνη, που ονομάζεται επίσης ετεροχρωματίνη, είναι DNA στον πυρήνα ενός κυττάρου που έχει συμπυκνωθεί και μερικές φορές έχει τροποποιηθεί σε μια σχετικά ανενεργή κατάσταση. Το μεγαλύτερο μέρος του ανθρώπινου DNA υπάρχει σε αυτή τη συμπυκνωμένη κατάσταση ανά πάσα στιγμή, κάτι που επιτρέπει το μήκος του πάνω από έξι πόδια να χωράει μέσα στο μικροσκοπικό όριο του πυρήνα. Η συμπύκνωση του DNA δεν είναι ένα τυχαίο γεγονός και ειδικοί μηχανισμοί στο κύτταρο ρυθμίζουν προσεκτικά τη συμπύκνωση και τη χαλάρωση των νουκλεϊκών οξέων, ανάλογα με το ποια γονίδια είναι απαραίτητα για τη λειτουργία των κυττάρων ανά πάσα στιγμή. Αυτοί οι μηχανισμοί χειρίζονται ενέργειες όπως το ξετύλιγμα του DNA, την αναγνώριση γονιδιακής θέσης και την επιδιόρθωση του DNA, και ο καθένας περιλαμβάνει τις δικές του πρωτεΐνες και ένζυμα.

Ο σχηματισμός της χρωματίνης συμβαίνει συνήθως με μια διαδικασία που ονομάζεται μεθυλίωση, κατά την οποία ομάδες ατόμων που ονομάζονται μεθυλομάδες προστίθενται στο DNA. Αυτή δεν είναι η μόνη τροποποίηση του DNA που μπορεί να προκαλέσει το σχηματισμό χρωματίνης, αλλά είναι μια από τις πιο κοινές. Η μεθυλίωση σηματοδοτεί ότι μια συγκεκριμένη περιοχή του DNA δεν πρέπει να διαβαστεί ή να χρησιμοποιηθεί για τίποτα αυτή τη στιγμή, επομένως θα πρέπει να τυλίξει στη συμπυκνωμένη μορφή του μέχρι να χρειαστεί ξανά. Η συμπύκνωση του DNA δεν συμβαίνει μόνο λόγω μεθυλίωσης επειδή εμπλέκονται άλλες πρωτεΐνες και μόρια, αλλά η μεθυλίωση είναι συχνά το πρώτο βήμα.

Η διαδικασία σχηματισμού χρωματίνης μπορεί μερικές φορές να είναι τόσο εκτεταμένη που ένα ολόκληρο χρωμόσωμα ουσιαστικά απενεργοποιείται. Αυτό συμβαίνει συχνά σε ζώα στα οποία δύο χρωμοσώματα Χ υποδηλώνουν την ανάπτυξη ενός θηλυκού. Ένα χρωμόσωμα Χ σε κάθε κύτταρο απενεργοποιείται τυχαία με συμπύκνωση σε χρωματίνη χωρίς να βλάπτει τον οργανισμό. Αυτή η αδρανοποίηση του χρωμοσώματος Χ είναι ο λόγος για τα τυχαία μπαλώματα χρώματος γούνας σε γάτες ταρταρούγας. το γονίδιο χρώματος του περιβλήματος βρίσκεται στο χρωμόσωμα Χ και το χρώμα που εκφράζεται εξαρτάται από το χρωμόσωμα που είναι ενεργό. Το συμπυκνωμένο χρωμόσωμα, που συχνά αποκαλείται σώμα Barr, μπορεί να είναι εντελώς ανενεργό, αλλά συχνά διατηρεί ένα μικρό μέτρο δραστηριότητας.

Η πρόσβαση στο DNA που έχει συμπυκνωθεί σε χρωματίνη είναι συχνά μια διττή διαδικασία, που περιλαμβάνει την αναδιοργάνωση του συμπυκνωμένου DNA και την αφαίρεση τυχόν τροποποιήσεων που προηγουμένως σηματοδοτούσαν συμπύκνωση. Η απελευθέρωση του συμπυκνωμένου DNA ονομάζεται αναδιαμόρφωση χρωματίνης και μπορεί να συμβεί πολύ γρήγορα, συνήθως σε χιλιοστά ή εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου. Η προκύπτουσα δομή του απελευθερωμένου DNA είναι πολύ σημαντική για τον τρόπο ανάγνωσης και μετάφρασης των γονιδίων. Η μίξη μεταξύ συμπυκνωμένου και προσβάσιμου DNA είναι απαραίτητη για τη σωστή λειτουργία ενός κυττάρου και αυτές οι μεταβάσεις συμβαίνουν εκατομμύρια φορές κάθε δευτερόλεπτο στο ανθρώπινο σώμα.