"गुणसूत्र" की अवधारणा विज्ञान में उतनी नई नहीं है जितनी पहली नज़र में लग सकती है। पहली बार, इस शब्द को एक यूकेरियोटिक कोशिका की इंट्रान्यूक्लियर संरचना को नामित करने का प्रस्ताव दिया गया था, जो 130 साल से अधिक समय पहले मॉर्फोलॉजिस्ट डब्ल्यू। वाल्डेयर द्वारा किया गया था। नाम में एंबेडेड मूल रंगों से दागने के लिए इंट्रासेल्युलर संरचना की क्षमता है।
सबसे पहले… क्रोमैटिन क्या है?
क्रोमैटिन एक न्यूक्लियोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स है। अर्थात्, क्रोमैटिन एक बहुलक है जिसमें विशेष गुणसूत्र प्रोटीन, न्यूक्लियोसोम और डीएनए शामिल हैं। प्रोटीन एक गुणसूत्र के द्रव्यमान का 65% तक बना सकते हैं। क्रोमैटिन एक गतिशील अणु है और बड़ी संख्या में विन्यास ले सकता है।
क्रोमैटिन प्रोटीन इसके द्रव्यमान का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बनाते हैं और दो समूहों में विभाजित होते हैं:
- हिस्टोन प्रोटीन - उनकी संरचना में मूल अमीनो एसिड होते हैं (उदाहरण के लिए, आर्जिनिन और लाइसिन)। डीएनए अणु की पूरी लंबाई के साथ ब्लॉक के रूप में हिस्टोन की व्यवस्था अव्यवस्थित है।
- गैर-हिस्टोन प्रोटीन (हिस्टोन की कुल संख्या का लगभग 1/5) - परमाणु प्रोटीन हैंएक मैट्रिक्स जो इंटरफेज़ न्यूक्लियस में एक संरचनात्मक नेटवर्क बनाता है। यह वह है जो आधार है जो नाभिक के आकारिकी और चयापचय को निर्धारित करता है।
वर्तमान में, साइटोजेनेटिक्स में, क्रोमैटिन को दो किस्मों में विभाजित किया जाता है: हेटरोक्रोमैटिन और यूक्रोमैटिन। क्रोमेटिन का दो प्रजातियों में विभाजन प्रत्येक प्रजाति की विशिष्ट रंगों से दागने की क्षमता के कारण हुआ। यह साइटोलॉजिस्ट द्वारा उपयोग की जाने वाली एक कुशल डीएनए इमेजिंग तकनीक है।
हेटेरोक्रोमैटिन
हेटेरोक्रोमैटिन एक गुणसूत्र का एक भाग है जो इंटरपेज़ में आंशिक रूप से संघनित होता है। कार्यात्मक रूप से, हेटरोक्रोमैटिन का कोई मूल्य नहीं है, क्योंकि यह सक्रिय नहीं है, विशेष रूप से प्रतिलेखन के संबंध में। लेकिन अच्छी तरह से दागने की इसकी क्षमता का व्यापक रूप से ऊतकीय अध्ययनों में उपयोग किया जाता है।
हेटरोक्रोमैटिन की संरचना
हेटरोक्रोमैटिन की एक सरल संरचना होती है (आंकड़ा देखें)।
हेटेरोक्रोमैटिन को न्यूक्लियोसोम नामक ग्लोब्यूल्स में पैक किया जाता है। न्यूक्लियोसोम और भी अधिक सघन संरचनाएं बनाते हैं और इस प्रकार डीएनए से जानकारी पढ़ने में "हस्तक्षेप" करते हैं। हेटेरोक्रोमैटिन लाइसिन 9 पर एच3 हिस्टोन के मिथाइलेशन की प्रक्रिया में बनता है, और बाद में प्रोटीन 1 (एचपी 1 - हेटेरोक्रोमैटिन प्रोटीन 1) से जुड़ा होता है। H3K9-मिथाइलट्रांसफेरेज़ सहित अन्य प्रोटीनों के साथ भी इंटरैक्ट करता है। एक दूसरे के साथ इतनी बड़ी संख्या में प्रोटीन परस्पर क्रिया हेटरोक्रोमैटिन को बनाए रखने और इसके वितरण के लिए एक शर्त है। डीएनए की प्राथमिक संरचना हेटरोक्रोमैटिन के गठन को प्रभावित नहीं करती है।
हेटेरोक्रोमैटिन न केवल अलग-अलग भाग हैं, बल्कि पूरे गुणसूत्र भी हैं, जो पूरे कोशिका चक्र में संघनित अवस्था में रहते हैं। वे एस-चरण में हैं और प्रतिकृति के अधीन हैं। वैज्ञानिकों का मानना है कि हेटरोक्रोमैटिन क्षेत्रों में वे जीन नहीं होते हैं जो प्रोटीन को कूटबद्ध करते हैं, या ऐसे जीनों की संख्या बहुत कम होती है। ऐसे जीनों के बजाय, हेटरोक्रोमैटिन के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों में ज्यादातर सरल दोहराव होते हैं।
हेटरोक्रोमैटिन के प्रकार
हेटेरोक्रोमैटिन दो प्रकार का होता है: ऐच्छिक और संरचनात्मक।
- ऐच्छिक हेटरोक्रोमैटिन क्रोमैटिन है जो एक ही प्रजाति के दो गुणसूत्रों में से एक के हेलिक्स के निर्माण के दौरान बनता है, यह हमेशा हेटरोक्रोमैटिक नहीं होता है, लेकिन कई बार होता है। इसमें वंशानुगत जानकारी वाले जीन होते हैं। यूक्रोमैटिक अवस्था में प्रवेश करने पर इसे पढ़ा जाता है। ऐच्छिक हेटरोक्रोमैटिन के लिए संघनित अवस्था एक अस्थायी घटना है। यह संरचनात्मक एक से इसका मुख्य अंतर है। ऐच्छिक हेटरोक्रोमैटिन का एक उदाहरण क्रोमैटिन का शरीर है, जो महिला लिंग को निर्धारित करता है। चूंकि इस तरह की संरचना में दैहिक कोशिकाओं के दो समरूप X-गुणसूत्र होते हैं, उनमें से एक केवल ऐच्छिक हेटरोक्रोमैटिन बना सकता है।
- संरचनात्मक हेटरोक्रोमैटिन एक अत्यधिक कुंडलित अवस्था द्वारा निर्मित संरचना है। यह पूरे चक्र में बना रहता है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, संरचनात्मक हेटरोक्रोमैटिन के लिए संघनित अवस्था एक वैकल्पिक घटना के विपरीत एक स्थिर घटना है। संरचनात्मक हेटरोक्रोमैटिन को भी कहा जाता हैगठन, यह सी-रंग द्वारा अच्छी तरह से पता लगाया गया है। यह केंद्रक से दूर स्थित है और सेंट्रोमेरिक क्षेत्रों पर कब्जा कर लेता है, लेकिन कभी-कभी गुणसूत्र के अन्य क्षेत्रों में स्थानीयकृत होता है। अक्सर, इंटरफेज़ के दौरान, संरचनात्मक हेटरोक्रोमैटिन के विभिन्न वर्गों का एकत्रीकरण हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप क्रोमोसेंटर्स का निर्माण होता है। इस प्रकार के हेटरोक्रोमैटिन में, कोई प्रतिलेखन गुण नहीं होता है, अर्थात कोई संरचनात्मक जीन नहीं होते हैं। गुणसूत्र के इस तरह के एक खंड की भूमिका अब तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है, इसलिए वैज्ञानिक केवल कार्य का समर्थन करते हैं।
यूक्रोमैटिन
यूक्रोमैटिन गुणसूत्रों के भाग होते हैं जो इंटरफेज़ में विघटित होते हैं। ऐसा स्थान एक ढीला, लेकिन साथ ही एक छोटी कॉम्पैक्ट संरचना है।
यूक्रोमैटिन की कार्यात्मक विशेषताएं
इस प्रकार का क्रोमैटिन काम कर रहा है और कार्यात्मक रूप से सक्रिय है। इसमें धुंधला होने का गुण नहीं होता है और यह ऊतकीय अध्ययनों द्वारा निर्धारित नहीं होता है। समसूत्रण के चरण में, लगभग सभी यूक्रोमैटिन संघनित हो जाते हैं और गुणसूत्र का एक अभिन्न अंग बन जाते हैं। इस अवधि के दौरान सिंथेटिक कार्य, गुणसूत्र प्रदर्शन नहीं करते हैं। इसलिए, सेलुलर गुणसूत्र दो कार्यात्मक और संरचनात्मक अवस्थाओं में हो सकते हैं:
- सक्रिय या कार्यशील अवस्था। इस समय, गुणसूत्र लगभग पूरी तरह से या पूरी तरह से विघटित हो जाते हैं। वे प्रतिलेखन और दोहराव की प्रक्रिया में शामिल हैं। ये सभी प्रक्रियाएँ सीधे कोशिका केन्द्रक में होती हैं।
- चयापचय निष्क्रियता की निष्क्रिय अवस्था (गैर-कार्यशील)। इस अवस्था में गुणसूत्रअधिकतम संघनित होते हैं और बेटी कोशिकाओं को आनुवंशिक सामग्री के हस्तांतरण के लिए परिवहन के रूप में कार्य करते हैं। इस अवस्था में आनुवंशिक पदार्थ का भी वितरण होता है।
माइटोसिस के अंतिम चरण में, डिस्पिरलाइज़ेशन होता है और धागों के रूप में कमजोर रंग की संरचनाएं बनती हैं, जिसमें ट्रांसक्राइब्ड जीन होते हैं।
प्रत्येक गुणसूत्र की संरचना का अपना, अद्वितीय, क्रोमेटिन के स्थान का प्रकार होता है: यूक्रोमैटिन और हेटरोक्रोमैटिन। कोशिकाओं की यह विशेषता साइटोजेनेटिकिस्टों को व्यक्तिगत गुणसूत्रों की पहचान करने की अनुमति देती है।
