通过分离胸腺、肝或其他组织细胞的核,用去垢剂处理后再离心收集染色质进行生化分析,确定染色质的主要成分是DNA和组蛋白,还有非组蛋白及少量RNA。大鼠肝细胞染色质常被当作染色质成分分析模型,其中组蛋白与DNA含量之比近于1:1,非组蛋白与DNA之比是0.6:1,RNA与DNA之比为0.1:1。
如果说细胞核是细胞遗传与代谢的调控中心,那么这个中心的最重要成员便是染色质。几乎所有细胞生命活动都要从染色质开始。我们知道细胞的成长、分裂甚至衰老与死亡都是受基因控制的,而细胞内基因存在与发挥功能的结构基础是染色质。与基因组直接相关的细胞活动都是在染色质水平进行的,如DNA复制、基因转录、同源重组、DNA修复,包括转录耦联的修复以及DNA和组蛋白的各种修饰。这些修饰包括甲基化、乙酰化、磷酸化、亚硝基化和泛素化等。
染色质的可及性是指细胞核内大分子与染色质中的DNA发生物理接触的程度。染色质的可及性主要由核小体或其他染色质结合因子在染色质上的占据情况和拓扑结构决定。例如,染色质中DNA对DNase的敏感性可以用来评估染色质的可及性。这个概念在基因转录调控、DNA损伤修复以及多种细胞核进程中扮演重要角色。
染色质的功能主要包括以下几点:
高效包装DNA:染色质能够将DNA高效地包装成适合进入细胞核的小体积,以适应细胞核的空间限制。
保护DNA结构和序列:染色质的结构有助于保护DNA免受外界因素的影响,维持其稳定的双螺旋结构。
确保细胞分裂:染色质在有丝分裂和减数分裂中起到关键作用,这些过程对于细胞的生长和繁殖至关重要。
防止染色体断裂:染色质的稳定性有助于防止染色体在分裂过程中发生断裂,从而保证遗传物质的完整传递。
调控基因表达:染色质的结构和状态对基因的表达有重要的调控作用,它可以通过改变染色质的结构来控制基因的转录活动。
控制DNA复制:染色质在DNA复制过程中也发挥着关键作用,确保遗传信息能够准确地复制到子代细胞中。
综上所述,染色质通过其独特的结构和功能,确保了遗传信息的稳定传递和适当的基因表达。