基因组与染色质

染色质(chromatin)

/ KROH-muh-tin /

当 DNA 只是待在细胞核里做着日常工作时——被读取、被复制、被修复——它既不是一根裸露的细线,也还不是一条整齐的 X 形染色体。它以一种蓬松、缠绕的形式存在:DNA 绕在蛋白质上,有点像线松松地缠在成百上千个小线轴上。这种“DNA 加蛋白质”的物质就叫染色质。这个名字来自一个事实:它很容易吸附染料,从而能在显微镜下被看见。

染色质是基因组在不分裂细胞内的工作形态。它由 DNA 缠绕在蛋白质核心(组蛋白)上、形成一颗颗重复的“珠子”(叫核小体)构成,这些珠子再以不同的程度折叠、卷曲。在染色质松散堆叠的地方,基因是可被接触到的、可以被开启;而在它卷得很紧的地方,DNA 被埋藏起来,实际上处于沉默状态。这样看来,染色体就是染色质浓缩到极致的样子——同一种物质,只是为了在细胞分裂时运输而被打包起来。

这是一个深刻的想法:通过改变染色质堆叠的松紧,细胞控制着自己究竟使用这套完全相同的基因组的哪些部分。这正是为什么一个肝细胞和一个神经细胞,携带着完全一样的 DNA,却能变得如此不同。加在 DNA 和组蛋白上的化学标记会让堆叠变松或变紧,这正是表观遗传学的核心——那种不改变 DNA 序列本身、却能遗传的基因活性改变。

给一个不分裂细胞的细胞核染色,你会看到染色质呈现出深浅斑驳的区域——那些深色、致密的斑块是被紧密打包、沉默的 DNA,较浅的区域则是松散打包、活跃的 DNA。

深色斑块对浅色区域:同样的 DNA,打包方式不同。

染色质和染色体并不是两种不同的物质——它们是同一种“DNA-蛋白质”材料处于不同的压缩程度,就像同一团毛线,既可以松散地散开、也可以紧紧地绕成一个球。

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