Дупликация хромосом

Генетический материал, ДНК, в эукариотической клетке существует внутри ядра в виде линейных структур, называемых хромосомами.

Внутри хромосом двухцепочечная ДНК в основном оборачивается вокруг октамерных ядерных белков, называемых гистонами, образуя нуклеосомы. Несколько негистоновых белков также связываются с ДНК, помогая упаковывать ДНК.

Эти нуклеосомы и негистоновые белки образуют спирали, которые в дальнейшем сворачиваются в петли в массив, образуя упакованный хроматин. Степень уплотнения хроматина позволяет чрезвычайно длинной ДНК поместиться внутри ядра. Во время М-фазы хроматин далее скручивается, образуя конденсированные хромосомы.

Дупликация хромосом включает в себя дублирование всей структуры хроматина, поэтому ДНК и связанные с хроматином белки дублируются. Производство гистонов увеличивается для получения дополнительных белков, необходимых для упаковки вновь синтезированной ДНК в хромосомы.

Репликация точной структуры хроматина дублированной хромосомы жизненно важна для регуляции генов.

Внутри хромосом уровень упаковки хроматина не всегда однороден. Хромосомы содержат участки с плотно упакованным хроматином, называемым гетерохроматином, и участки со слабо упакованным хроматином, называемым эухроматином.

ДНК гетерохроматина недоступна для транскрипционного механизма, и поэтому гены в этих областях не транскрибируются регулярно. Напротив, ДНК внутри эухроматина более доступна, и, таким образом, гены в этих областях могут быть транскрибированы.

Это структурное и функциональное значение хроматина делает критически важным точное воспроизведение всей структуры хроматина во время дупликации хромосом.