基因組與染色質

染色質(chromatin)

/ KROH-muh-tin /

當 DNA 只是待在細胞核裡做著日常工作時——被讀取、被複製、被修復——它既不是一根裸露的細線,也還不是一條整齊的 X 形染色體。它以一種蓬鬆、纏繞的形式存在:DNA 繞在蛋白質上,有點像線鬆鬆地纏在成百上千個小線軸上。這種「DNA 加蛋白質」的物質就叫染色質。這個名字來自一個事實:它很容易吸附染料,從而能在顯微鏡下被看見。

染色質是基因組在不分裂細胞內的工作形態。它由 DNA 纏繞在蛋白質核心(組蛋白)上、形成一顆顆重複的「珠子」(叫核小體)構成,這些珠子再以不同的程度折疊、捲曲。在染色質鬆散堆疊的地方,基因是可被接觸到的、可以被開啟;而在它捲得很緊的地方,DNA 被埋藏起來,實際上處於沉默狀態。這樣看來,染色體就是染色質濃縮到極致的樣子——同一種物質,只是為了在細胞分裂時運輸而被打包起來。

這是一個深刻的想法:透過改變染色質堆疊的鬆緊,細胞控制著自己究竟使用這套完全相同的基因組的哪些部分。這正是為什麼一個肝細胞和一個神經細胞,攜帶著完全一樣的 DNA,卻能變得如此不同。加在 DNA 和組蛋白上的化學標記會讓堆疊變鬆或變緊,這正是表觀遺傳學的核心——那種不改變 DNA 序列本身、卻能遺傳的基因活性改變。

給一個不分裂細胞的細胞核染色,你會看到染色質呈現出深淺斑駁的區域——那些深色、緻密的斑塊是被緊密打包、沉默的 DNA,較淺的區域則是鬆散打包、活躍的 DNA。

深色斑塊對淺色區域:同樣的 DNA,打包方式不同。

染色質和染色體並不是兩種不同的物質——它們是同一種「DNA-蛋白質」材料處於不同的壓縮程度,就像同一團毛線,既可以鬆散地散開、也可以緊緊地繞成一個球。

又稱
DNA-protein complexDNA-蛋白质复合体DNA-蛋白質複合體