DNA, substansen som är ansvarig för att uttrycka den genetiska sminken av alla levande organismer, är en lång smal molekyl bestående av en sockerfosfatskelett som stöder en exakt sekvens av mindre molekyler som kallas nukleotidbaser. Celler läser delar av DNA som kallas gener för att styra produktionen av proteiner som fastställer cellens egenskaper. Kromatin och kromosomer är olika former av samma material, förpackning av DNA-molekyler för att passa och fungera i små celler.

Förpackningsutmaning

Eukaryotiska organismer, som inkluderar alla utom de enklaste formerna för livet, har celler som innehåller en central murad region kallad kärnan. Det mesta av en cells DNA ligger i kärnan, vilket ger en ganska förpackningsutmaning. Om du sträckte ut allt DNA i en mänsklig cell skulle det sträcka sig ca 3 meter. Naturen har funnit ett sätt att sätta allt DNA i en kärna som bara är 1/100 000 meter i diameter. Inte bara måste cellen tätt komprimera kärn-DNA, det måste också ordentligt ordna DNA så att en cell kan komma åt de delar som den vill använda.

Kromatin

Kromatin är en kombination av DNA , ribonukleinsyror och proteiner kallas histoner som fyller cellkärnan. Histonerna fäster vid och komprimerar de dubbel-spiralformiga strängarna av DNA. Kromatinet bildar pärliknande strukturer som kallas nukleosomer, komprimerar DNA med en faktor av sex. Strängen av pärlor rullar sedan in i en ihålig rörform, solenoiden, som är 40 gånger mer kompakt. Kromatin kan uppnå hög kompression delvis genom att neutralisera de negativa elektriska laddningar som dominerar genom DNA-molekylen och som annars skulle motstå kompression. En typ av kromatin, kallad eukromatin, reglerar aktivt genaktivitet, medan heterochromatin håller inaktiva områden i DNA-molekylen tätt bunden.

Kromosomer

Kromosomer bildas när en cell håller på att dela upp, vid vilken tiden spagetti-liknande kromatin komprimerar ännu mer, med en faktor på 10.000. Den resulterande kondenserade kroppen är en kromosom, som vanligen liknar en stor X. De fyra armarna i X-föreningen vid den centrala delen kallas centromeren. De flesta humana celler har 46 kromosomer i två uppsättningar av 23, varje uppsättning doneras av en förälder. Kromosomerna duplicerar sig och fördelar jämnt till varje dottercell under celldelning. Efter celluppdelning är klar, kommer kromosomerna in i en period som kallas interfas och lindas tillbaka till kromatinsträngar.

Kondens och slapp

Transskription sker endast under interfasen. Under transkriptionen kopierar cellen specifika DNA-gener på RNA, vilket det därefter translaterar till proteiner. Under interfasen är kromatinet relativt avslappnad vilket tillåter cellens transkriptionsmaskiner att komma åt DNA-gener. Euchromatin omger gener som är berättigade till transkription och spelar en aktiv roll i processen. Heterokomatin fäster vid inaktiva delar av DNA-molekylen. Kromatin kondenserar till kromosomer och släpper sedan igen eftersom cellen växlar mellan division och interfas.