क्रोमेटिन

क्रोमैटिन

क्रोमैटिन डीएनए और प्रोटीन के मिश्रण को संदर्भित करता है जो मनुष्यों और अन्य उच्च जीवों की कोशिकाओं में पाए जाने वाले गुणसूत्र बनाते हैं। कई प्रोटीन - अर्थात्, हिस्टोन - जीनोम में डीएनए की भारी मात्रा को अत्यधिक कॉम्पैक्ट रूप में पैकेज करते हैं जो कोशिका नाभिक में फिट हो सकते हैं।

क्रोमैटिन क्या है?

क्रोमैटिन एक आनुवंशिक सामग्री या एक मैक्रोमोलेक्यूल है जिसमें डीएनए, आरएनए और संबंधित प्रोटीन शामिल होते हैं, जो यूकेरियोटिक कोशिका के केंद्रक में गुणसूत्र बनाते हैं।

यह क्रोमैटिन कोशिका केन्द्रक के भीतर स्थित होता है। इस आनुवंशिक सामग्री के मुख्य कार्यों में शामिल हैं:

• डीएनए क्षति को रोकना.
• डीएनए को कोशिका में फिट करने के लिए कसकर पैक करना।
• डीएनए प्रतिकृति और जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करें।
• कोशिका चक्र - अर्धसूत्रीविभाजन और माइटोसिस की प्रक्रिया को अनुमति देने के लिए डीएनए अणु का समर्थन करें।

क्रोमैटिन या तथाकथित न्यूक्लियोसोम की संरचना प्रकाश सूक्ष्मदर्शी के नीचे लम्बी विधि से देखने पर मोतियों पर स्ट्रिंग की व्यवस्था से मिलती जुलती है। प्रत्येक न्यूक्लियोसोम में डीएनए होता है, जो आठ प्रोटीनों से लिपटा होता है जिन्हें हिस्टोन कहा जाता है। बाद में, इन न्यूक्लियोसोम को 30 एनएम के कुंडलित सोलेनॉइड में बदल दिया जाता है। इसलिए हिस्टोन प्रोटीन की उपस्थिति क्रोमैटिन संरचना का समर्थन करने में मदद करती है।

क्रोमेटिन की संरचना

क्रोमैटिन की संरचना कई कारकों द्वारा नियंत्रित होती है। संपूर्ण संरचना मुख्यतः कोशिका चक्र के चरणों पर निर्भर करती है। कोशिका विभाजन के दौरान उनमें विभिन्न संरचनात्मक परिवर्तन होते हैं। मेटाफ़ेज़ के दौरान गुणसूत्रों की संरचना एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी के नीचे स्पष्ट रूप से दिखाई देती है, जो डीएनए के दोहराव और दो कोशिकाओं में विभाजित होने के दौरान अपना आकार बदल देती है।

क्रोमैटिन समूह में 3 चरण होते हैं:

1. न्यूक्लियोसोम हिस्टोन प्रोटीन के चारों ओर डीएनए के लपेटने से बनते हैं
2. एकाधिक हिस्टोन न्यूक्लियोसोम से युक्त 30 एनएम फाइबर में लपेटते हैं।
3. मेटाफ़ेज़ क्रोमोसोम में 30 एनएम फाइबर की उच्च-स्तरीय डीएनए पैकेजिंग।

कोशिका-चक्र संरचनात्मक संगठन

1. इंटरफ़ेज़: माइटोसिस के पूरे इंटरफ़ेज़ में क्रोमैटिन की संरचना को डीएनए को नाभिक में निचोड़ते हुए डीएनए में प्रतिलेखन और डीएनए मरम्मत पहलुओं की सरल पहुंच की अनुमति देने के लिए अनुकूलित किया गया है। डीएनए तक आवश्यक पहुंच के आधार पर संरचना भिन्न होती है। जिन जीनों को आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा निश्चित पहुंच की आवश्यकता होती है, उन्हें यूक्रोमैटिन द्वारा वितरित ढीली संरचना की आवश्यकता होती है।

2. मेटाफ़ेज़: क्रोमेटिन की मेटाफ़ेज़ संरचना इंटरफ़ेज़ की मेटाफ़ेज़ संरचना से काफी भिन्न होती है। यह कैरियोटाइप में देखी जाने वाली क्लासिक क्रोमोसोम संरचना बनाने वाली प्रबंधनीयता और शारीरिक शक्ति के लिए अनुकूलित है। ऐसा माना जाता है कि संपीड़ित क्रोमैटिन की संरचना प्रोटीन के केंद्रीय समर्थन के लिए 30 एनएम फाइबर के लूप हैं। यह अभी भी अच्छी तरह से चित्रित नहीं है। क्रोमेटिन की भौतिक शक्ति विभाजन के इस चरण के लिए महत्वपूर्ण है ताकि डीएनए को कतरनी क्षति से बचाया जा सके क्योंकि बेटी गुणसूत्र विभाजित होते हैं। ताकत को अधिकतम करने के लिए क्रोमेटिन की व्यवस्था बदल जाती है क्योंकि यह सेंट्रोमियर तक पहुंचता है, मुख्य रूप से वैकल्पिक हिस्टोन एच 1 समकक्षों के माध्यम से। यह भी याद रखना चाहिए कि, माइटोसिस में, जबकि अधिकांश क्रोमेटिन बारीकी से संकुचित होता है, ऐसे छोटे क्षेत्र होते हैं जो इतनी बारीकी से संकुचित नहीं होते हैं। ये क्षेत्र अक्सर जीन के प्रवर्तक क्षेत्रों से जुड़ते हैं जो क्रोमैटिड में प्रवेश से पहले उस कोशिका प्रकार में रह रहे थे। इन क्षेत्रों में जगह की कमी को बुकमार्किंग कहा जाता है, जो एक एपिजेनेटिक तंत्र है जिसे बेटी कोशिकाओं को "मेमोरी" संचारित करने के लिए महत्वपूर्ण माना जाता है, जो जीन माइटोसिस में प्रवेश करने से पहले सक्रिय थे। इस स्मृति को फैलाने में मदद के लिए इस बुकमार्किंग तंत्र की आवश्यकता होती है क्योंकि प्रतिलेखन माइटोसिस के दौरान समाप्त हो जाता है।

माइटोसिस में क्रोमैटिन

1. प्रोफ़ेज़

माइटोसिस के प्रोफ़ेज़ में, क्रोमेटिन फाइबर कुंडलित गुणसूत्रों में बदल जाते हैं। प्रत्येक डुप्लिकेट किए गए गुणसूत्र में दो क्रोमैटिड एक सेंट्रोमियर पर संयुक्त या जुड़े होते हैं।

2. मेटाफ़ेज़

पूरे मेटाफ़ेज़ के दौरान, क्रोमैटिन अत्यधिक संघनित रूप से विकसित होता है। क्रोमोसोम मेटाफ़ेज़ प्लेट पर पंक्तिबद्ध होते हैं।

3. एनाफ़ेज़

पूरे एनाफ़ेज़ में, युग्मित गुणसूत्र या बहन क्रोमैटिड विभाजित होते हैं और स्पिंडल सूक्ष्मनलिकाएं द्वारा कोशिका के विपरीत छोर तक खींचे जाते हैं।

4. टेलोफ़ेज़

टेलोफ़ेज़ के दौरान, प्रत्येक नई संतति गुणसूत्र अपने स्वयं के नाभिक में विभाजित हो जाता है। क्रोमेटिन फाइबर खुल जाते हैं और कम संघनित होते हैं। साइटोकाइनेसिस के बाद, दो आनुवंशिक रूप से समान बेटी कोशिकाएं बनती हैं। प्रत्येक कोशिका में समान संख्या में गुणसूत्र होते हैं। क्रोमोसोम खुलते और बढ़ते रहते हैं और क्रोमेटिन का निर्माण करते हैं।

क्रोमैटिन, क्रोमोसोम और क्रोमैटिड

लोगों को अक्सर क्रोमैटिन शब्द और क्रोमैटिड क्रोमोसोम के बीच परिवर्तन को पहचानने में परेशानी होती है। जबकि सभी तीन संरचनाएं डीएनए से बनी हैं और नाभिक के भीतर पाई जा सकती हैं, प्रत्येक को विशेष रूप से परिभाषित किया गया है।

• क्रोमैटिन डीएनए और हिस्टोन से बना होता है जो पतले, रेशेदार फाइबर में पैक होते हैं। ये क्रोमैटिन फाइबर संपीड़ित नहीं होते हैं, लेकिन कॉम्पैक्ट प्रकार (हेटेरोक्रोमैटिन) या कम कॉम्पैक्ट प्रकार (यूक्रोमैटिन) में हो सकते हैं। डीएनए प्रतिकृति, प्रतिलेखन और पुनर्संयोजन वाली प्रक्रियाएं यूक्रोमैटिन में होती हैं। कोशिका विभाजन के दौरान, क्रोमैटिन संपीड़ित होकर गुणसूत्र बनाता है।
• क्रोमोसोम संपीड़ित क्रोमैटिन के एकल-फंसे समूह हैं। माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन की कोशिका विभाजन प्रगति के दौरान, गुणसूत्रों की नकल यह सुनिश्चित करने के लिए होती है कि प्रत्येक नई बेटी कोशिका में गुणसूत्रों की सही संख्या हो। एक प्रतिकृति गुणसूत्र डबल-स्ट्रैंडेड होता है और इसमें परिचित X रूप होता है। दोनों तार बराबर हैं और एक केंद्रीय क्षेत्र में जुड़े हुए हैं जिसे सेंट्रोमियर कहा जाता है।
• एक क्रोमैटिड एक प्रतिकृति गुणसूत्र के दो स्ट्रैंड का हो सकता है। सेंट्रोमियर से जुड़े क्रोमैटिड्स को सिस्टर क्रोमैटिड्स कहा जाता है। कोशिका विभाजन के अंत में, बहन क्रोमैटिड विभाजित हो जाते हैं, और नवगठित संतति कोशिकाओं में पुत्री गुणसूत्र बन जाते हैं।

यूक्रोमैटिन और हेटेरोक्रोमैटिन

कोशिका के अंदर क्रोमैटिन कोशिका चक्र में कोशिका के चरण के आधार पर अलग-अलग डिग्री तक संघनित हो सकता है। नाभिक में, क्रोमैटिन यूक्रोमैटिन या हेटरोक्रोमैटिन के रूप में होता है। चक्र के पूरे अंतराल में, कोशिका अलग नहीं हो रही है बल्कि विकास की अवधि का अनुभव कर रही है। अधिकांश क्रोमैटिन कम संपीड़ित रूप में होता है जिसे यूक्रोमैटिन कहा जाता है। यूक्रोमैटिन में अधिक डीएनए दिखाई देता है जिससे प्रतिकृति और डीएनए प्रतिलेखन होने की अनुमति मिलती है। प्रतिलेखन में, डीएनए डबल हेलिक्स खुलता है और प्रोटीन के लिए कोडिंग करने वाले जीन को दोहराने की अनुमति देता है। कोशिका विभाजन की तैयारी के लिए डीएनए, प्रोटीन और ऑर्गेनेल बनाने के लिए डीएनए प्रतिकृति और प्रतिलेखन की आवश्यकता होती है। क्रोमैटिन का एक छोटा प्रतिशत इंटरफ़ेज़ में हेटरोक्रोमैटिन के रूप में मौजूद होता है। यह क्रोमैटिन दृढ़ता से पैक किया जाता है, जिससे जीन प्रतिलेखन नहीं हो पाता है। यूक्रोमैटिन की तुलना में हेटेरोक्रोमैटिन के दाग रंगों से अधिक गहरे होते हैं।

अभ्यास प्रश्न:

1. क्रोमेटिन क्या है?
2. क्रोमैटिन और क्रोमोसोम में क्या अंतर है?
3. क्रोमैटिन के क्या कार्य हैं?