Chất nhiễm sắc là gì? Cấu trúc và chức năng của chất nhiễm sắc

Chất nhiễm sắc là một thành phần trong nhân tế bào. Nó bao gồm ADN hoặc ARN và các protein liên quan (còn được gọi là histon). Chất nhiễm sắc đóng vai trò quan trọng trong suốt chu kỳ tế bào. Vậy chất nhiễm sắc là gì? Cấu trúc và chức năng như thế nào? Mời bạn cùng tìm hiểu thông tin chi tiết qua bài viết dưới đây nhé.

Chất nhiễm sắc là gì?

Chất nhiễm sắc (Chromatin) là một phức hợp gồm axit nucleic ( ADN hoặc ARN) và protein tạo thành nhiễm sắc thể trong nhân của tế bào nhân chuẩn. Chất nhiễm sắc được xác định vào năm 1882. Lúc đầu, người ta chỉ cho rằng đây là một chất có màu ở trong nhân. Tuy nhiên, sau khi phát hiện ra các vật chất có màu có đặc điểm là các protein gắn vào ADN và ADN thì mang vật chất di truyền. Vì thế có thể định nghĩa chất nhiễm sắc là một chất bao gồm ADN và các protein liên quan (gọi là histone).

Cấu trúc của chất nhiễm sắc

Protein histon và ADN có khối lượng bằng nhau trong chất nhiễm sắc ở sinh vật có tế bào nhân chuẩn, mặc dù có một số tế bào không chứa protein histone. Nucleosome là đơn vị cấu trúc của chất nhiễm sắc. Cấu trúc của chất nhiễm sắc phụ thuộc vào các giai đoạn của chu kỳ tế bào. Các mức độ tổ chức của chất nhiễm sắc sẽ thay đổi trong quá trình phân bào. 

Dưới đây là 3 giai đoạn trong nhiễm sắc thể:

• Giai đoạn 1: ADN quấn quanh protein histon hình thành nên nucleosome, từ đó tạo thành các sợi cơ bản.
• Giai đoạn 2: Nhiều histone bọc thành sợi 30nm bao gồm cả nucleosome.
• Giai đoạn 3: Đóng gói ADN cấp độ cao hơn của sợi 30nm vào nhiễm sắc thể kỳ giữa. Đây là cấp độ cao nhất tạo ra nhiễm sắc tử (cromatit).

Chức năng của chất nhiễm sắc

Chức năng chính của chất nhiễm sắc là đóng gói các phân tử ADN có kích thước rất dài thành các sợi nhỏ gọn, ngăn cản tình trạng các sợi bị rối và đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc củng cố ADN trong khi phân chia tế bào, ngăn ngừa ADN bị tổn thương, điều chỉnh biểu hiện của gen và sao chép ADN.

Tuy nhiên theo một số tài liệu, vào thời gian đầu, người ta cho rằng chất nhiễm sắc là chất tạo màu cho nhân tế bào. Sau đó, người ta phát hiện ra rằng không chỉ là chất tạo màu mà chất nhiễm sắc còn có chức năng điều hòa biểu hiện gen.

Chất nhiễm sắc đóng vai trò điều hòa biểu hiện gen bằng cách sử dụng quá trình biến đổi hiệu ứng vị trí. Các gen chuyển sang trạng thái không hoạt động phiên mã (transcriptionally inactive) bằng việc định vị chúng đến gần các chất nhiễm sắc dị sắc im lặng (silent heterochromatic chromatins). Khoảng cách giữa các chất nhiễm sắc dị nhiễm sắc im lặng và gen có thể lên tới 1000 cặp kilobase. Hiện tượng này được gọi là biểu sinh vì nó tạo ra sự biến đổi về kiểu hình.

Sự khác nhau giữa nhiễm sắc thể và chất nhiễm sắc

Với mục đích để bạn hiểu rõ hơn về chất nhiễm sắc bảng so sánh dưới đây sẽ cho thấy những điểm khác biệt giữa chất nhiễm sắc và nhiễm sắc thể:

Mối quan hệ giữa chất nhiễm sắc và nhiễm sắc thể như thế nào?

Mặc dù chất nhiễm sắc và nhiễm sắc thể có một vài điểm khác nhau nhưng chúng lại có mối quan hệ chặt chẽ. Chất nhiễm sắc sẽ tiếp tục trải qua quá trình ngưng tụ để tạo thành nhiễm sắc thể. Mối quan hệ giữa chất nhiễm sắc với nhiễm sắc thể được biểu hiện qua chất nhiễm sắc và nhiễm sắc tử, chất nhiễm sắc và nucleosome.

Đầu tiên là mối quan hệ giữa chất nhiễm sắc và nhiễm sắc tử. Nhiễm sắc thể có hai sợi và mỗi sợi đơn được gọi là nhiễm sắc tử. Khi kết thúc quá trình phân chia tế bào, hai nhiễm sắc tử sẽ bị tách ra. Do đó, lúc này nhiễm sắc tử sẽ chứa cả chất nhiễm sắc.

Mối quan hệ thứ hai giữa chất nhiễm sắc và nucleosome. Nucleosome là một phần của ADN được bao quanh lõi protein. Chất nhiễm sắc lại là phức hợp bào gồm ADN và protein. Có thể nói chất nhiễm sắc bao gồm cả nucleosome và giúp ngưng tụ ADN để đóng gói vào nhân.

Trên đây là những thông tin chúng tôi chia sẻ đến bạn về chất nhiễm sắc. Chất nhiễm sắc là một thành phần quan trọng trong nhân của tế bào. Nó giữ vai trò quan trọng trong quá trình di truyền. Mặc dù có những điểm khác biệt với nhiễm sắc thể nhưng giữa chúng lại có mối quan hệ chặt chẽ. Hy vọng bài viết này đã cung cấp những thông tin bổ ích nhưng cũng không kém phần thú vị về chất nhiễm sắc cũng như là cấu trúc và chức năng của nó đối với quá trình phân chia tế bào.