الكروموسوم والكروماتين: ما هما وكيف يختلفان؟ الكروماتين: التعريف والبنية والدور في انقسام الخلايا الكروماتين غير النشط

الكروماتين والكروموسومات هي أنواع من المجمعات الجينية التي يمكن أن تتحول إلى بعضها البعض. تنظيمها الكيميائي يشبه بعضها البعض. مجمع البروتين النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) مع هياكل البروتين هو الأساس الكيميائي للكروماتين والكروموسومات.

مفهوم الكروموسوم والكروماتين

يُطلق على الكروموسوم عادة اسم العنصر الذي يشكل جزءًا من نواة الخلية. ويشارك الكروموسوم في تكوين بنية النواة. هذا تخزين الحمض النوويوبالتالي معلومات من النوع الوراثي عن الكائن ككل. الترتيب الخطي للجينات يميز الكروموسومات. يتكون الكروموسوم من الكروماتيدات. يتم تمثيل الكروماتيدات بزوج من الوحدات الفرعية الطولية. كل من الكروماتيدات الموجودة في الزوج المعين متشابهة تمامًا في البنية والبنية مع الكروماتيدات الأخرى. أساس الكروماتيد هو جزيء DNA، معروض في نسخة واحدة. التيلوميرات هي الأجزاء الطرفية من الكروماتيدات.

الكروماتين هو المادة التي تشكل الكروموسوم. ويمكن عزله من نواة الخلايا النباتية أو الحيوانية. يتميز الكروماتين بالقدرة على التلطيخ المكثف بالأصباغ النووية. عندما تبدأ الخلية بالانقسام، يخضع الكروماتين لعملية تشكيل إلى هياكل متميزة من نوع معين، موجودة داخل الكروموسومات.

السمات المشتركة للكروماتين والكروموسومات

وعمومية المفاهيم المحددة هي كما يلي:

1. عملية تصاعد الكروماتين، والتي يحدث خلالها التكوين النهائي للكروموسوم.
2. بالإضافة إلى ذلك، يعتبر كل من الكروماتين والكروموسوم حالتين هيكليتين ووظيفيتين تحملان مواد وراثية.

إن التشابه في الأساس الكيميائي للكروماتين والكروموسومات يسمح، بمساعدة البروتينات، بتغليف متعدد المستويات للجزيئات التي تحتوي على الحمض النووي، ونتيجة لذلك يتم تحويل الكروماتين إلى شكل مضغوط.

الفرق بين الكروموسوم والكروماتين

الاختلافات على مستوى الهيكل

تتمتع الكروموسومات، باعتبارها عناصر من نواة الخلية، بالسمات المميزة التالية التي تختلف عن خصائص الكروماتين:

• القدرة على التكاثر الذاتي.
• وجود مكون فردي مرتبط بالخصائص الهيكلية والوظيفية.
• القدرة على الحفاظ على الخصائص الفردية على مدى عدة أجيال.

يمكن تمييز الكروماتين عن الكروموسوم من خلال المعلمات التالية:

1. وهو عبارة عن مزيج معقد مُعاد ترتيبه من الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (DNA) والبروتينات.
2. وهي مادة الكروموسومات.
3. تقع داخل الخلايا حقيقية النواة.
4. وهو جزء مكون من النوكليوتيدات في بدائيات النوى.
5. بمساعدة تكوينها، تتمتع بالقدرة على تنفيذ المعلومات الوراثية.
6. ينفذ تكرار الحمض النووي وإصلاحه.

الاختلافات النموذجية

الكروماتين، على عكس الكروموسومات، يمكن أن يتواجد في نوعين نموذجيين:

الهيتروكروماتين- يمثل الكروموسومات بمستوى منخفض جدًا أو غائب تمامًا من النشاط الوظيفي. يمكن أن يكون الهيتروكروماتين أيضًا على شكل أجزاء من الكروموسومات. ويتميز بالتكثيف النسبي الذي لا يتمثل بشكل كامل. تحت تأثير المجهر الضوئي، يتم تصور الهيتروكروماتين على شكل كتل ذات ظل داكن.

زوكروماتينله خصائص معاكسة للخصائص الموجودة في الهيتروكروماتين. وهو يمثل الكروموسومات أو تجزؤها الجزئي، الذي يتميز بدرجة غير كاملة من التكثيف. من وجهة نظر وظيفية، فإن الكروماتين الحقيقي نشط. لا يكشف مستوى الضوء عن الكروماتين الحقيقي؛ حتى تحت تأثيره، فإنه يظل بلا لون عمليًا.

يمكن اعتبار السمة المميزة للكروماتين مقارنة بالكروموسومات قدرة أحد أنواعه، وهو الهيتروكروماتين، على الانقسام بدوره إلى عنصرين هيكليين:

1. الهيتروكروماتين الاختياري الذي يتميز بالقدرة على التحول إلى الكروماتين الحقيقي.
2. نوع بناء من الهيتروكروماتين غير قادر على إجراء تحول مماثل في أي خلية.

يمكن أيضًا تمييز الكروموسومات والكروماتين من خلال مظهرها. يتم تمثيل الكروماتين بواسطة كتل وعناصر حبيبية وهياكل خيطية، وبشكل عام يمكننا القول أن هذه أجزاء مضغوطة من الكروموسومات.
تتمتع الكروموسومات، باعتبارها وحدة من المادة الوراثية، ببنية كثيفة.

يختلف تفاعل الكروموسوم والكروماتين مع التلوين. الكروماتين عرضة لتأثيرات أصباغ معينة فقط، بما في ذلك القرمزي والهيماتوكسيلين. يتم تلوين الكروموسومات بشكل مكثف، وتتفاعل بحساسية مع عنصر التلوين.

قبل الغوص في آليات انقسام الخلايا، أعتقد أنه سيكون من المفيد التحدث عن المفردات المتعلقة بالحمض النووي. سنتطرق إلى علم الأحياء الدقيقة لهذا في المستقبل، هذا فقط للحصول على فكرة عامة عن كيفية نسخ الحمض النووي لنفسه. دعونا نرى، الأدينين، الأدينين، الجوانين والجوانين. وعندما تتحدث عن الحمض النووي، وهو الحمض النووي، وتجمعه مع البروتينات، فأنت تتحدث عن الكروماتين. "الكروماتين" لذا فإن الكلمات يمكن أن تكون غامضة ومربكة للغاية، ولكن الاستخدام العام هو عندما تتحدث عن شريط واحد محدد جيدًا من الحمض النووي، بنية محددة جيدًا مثل ذلك، إنه كروموسوم. إذن هذا واحد منهم، وهنا واحد آخر ربما انفصل في هذا الاتجاه.

لا تحتوي الخلية بدائية النواة على نواة منظمة، بل تحتوي على كروموسوم واحد فقط، لا ينفصل عن بقية الخلية بغشاء، بل يقع مباشرة في السيتوبلازم. ومع ذلك، فإنه يسجل أيضًا جميع المعلومات الوراثية للخلية البكتيرية.

حقيقيات النوى (من الكلمة اليونانية eu - الخير و carion - النواة) هي كائنات تحتوي على نواة محددة بوضوح في خلاياها. تشمل حقيقيات النوى النباتات وحيدة الخلية ومتعددة الخلايا والفطريات والحيوانات، أي جميع الكائنات الحية باستثناء البكتيريا. تختلف الخلايا حقيقية النواة في الممالك المختلفة في عدد من الخصائص. لكن هيكلها متشابه من نواحٍ عديدة.

على سبيل المثال، لدى الشخص 23 زوجًا.

يتراوح عدد الكروموسومات في الفطريات من 2 إلى 28، وفي معظم الأنواع - من 10 إلى 12.

بشكل عام كميات مختلفة.

الكروماتين- شكل تعبئة الحمض النووي في نوى الخلايا حقيقية النواة. الكروماتين عبارة عن خليط معقد من المواد التي تُبنى منها الكروموسومات حقيقية النواة. المكونات الرئيسية للكروماتين هي الحمض النووي وبروتينات الكروموسومات، والتي تشمل الهستونات والبروتينات غير الهيستونية، وتشكل هياكل مرتبة للغاية في الفضاء. نسبة الحمض النووي والبروتين في الكروماتين هي ~ 1: 1، ويتم تمثيل الجزء الأكبر من بروتين الكروماتين بالهستونات. المصطلح "X". قدمه دبليو فليمنج في عام 1880 لوصف الهياكل النووية الملطخة بأصباغ خاصة.

إذا قمت بجمع كل الكروموسومات، فإن جزيء الحمض النووي في حقيقيات النوى الأعلى يبلغ طوله حوالي 2 متر، وبالتالي، يجب تكثيفه إلى الحد الأقصى - حوالي 10000 مرة - حتى يتناسب مع نواة الخلية - وهي حجرة الخلية التي تحتوي على المادة الوراثية يتم تخزينها. إن لف الحمض النووي على مكبات من بروتينات الهيستون يوفر حلاً أنيقًا لمشكلة التغليف هذه ويؤدي إلى ظهور بوليمر من مجمعات البروتين DNA المتكررة المعروفة باسم الكروماتين.

الكروماتين ليس متجانسًا في بنيته؛ يظهر في مجموعة متنوعة من أشكال التغليف، بدءًا من ليف الكروماتين عالي التكثيف (المعروف باسم الهيتروكروماتين) إلى شكل أقل ضغطًا حيث يتم التعبير عن الجينات عادةً (المعروف باسم الكروماتين الحقيقي).

تشير البيانات الحديثة إلى أن ncRNAs (RNAs غير المشفرة) يمكنها "توجيه" انتقال المناطق المتخصصة من الجينوم إلى حالات كروماتين أكثر إحكاما. وبالتالي، ينبغي النظر إلى الكروماتين باعتباره بوليمرًا ديناميكيًا يمكنه فهرسة الجينوم وتضخيم الإشارات الواردة من البيئة الخارجية، وتحديد الجينات التي ينبغي التعبير عنها وأيها لا ينبغي ذلك.

يكون كروماتين الجينات المكتوبة بنشاط في حالة تغير مستمر، ويتميز بالاستبدال المستمر للهستونات (هينيكوف وأحمد، 2005).

الوحدة الأساسية لتغليف الكروماتين هي النيوكليوزوم. يتكون الجسيم النووي من حلزون مزدوج للحمض النووي ملتف حول مركب محدد مكون من ثمانية هيستونات نووية (هيستون أوكتامير). النيوكليوزوم هو جسيم على شكل قرص يبلغ قطره حوالي 11 نانومتر، ويحتوي على نسختين من كل من الهستونات النووية (H2A، H2B، H3، H4). يشكل الهستون أوكتامر نواة بروتينية يلتف حولها الحمض النووي المزدوج الذي تقطعت به السبل مرتين (146 زوجًا من قواعد الحمض النووي لكل هيستون أوكتامير).

توجد النيوكليوسومات التي تتكون منها الألياف بشكل متساوٍ تقريبًا على طول جزيء الحمض النووي على مسافة 10-20 نانومتر عن بعضها البعض. تحتوي النيوكليوسومات على أربعة أزواج من جزيئات الهيستون: H2a وH2b وH3 وH4، بالإضافة إلى جزيء هيستون واحد H1.

عادة، تحتوي الخلية حقيقية النواة على واحدة جوهر، ولكن هناك خلايا ثنائية النواة (الأهداب) وخلايا متعددة النوى (أوبالين). تفقد بعض الخلايا المتخصصة للغاية نواتها للمرة الثانية (كريات الدم الحمراء في الثدييات، والأنابيب الغربالية لكاسيات البذور).

شكل النواة كروي، إهليلجي، وأقل فصوصًا، على شكل حبة الفول، وما إلى ذلك. يتراوح قطر النواة عادة من 3 إلى 10 ميكرون.

1 - الغشاء الخارجي. 2 - جرح الغشاء الداخلي. 3 - المسام. 4 - النواة. 5 - الكروماتين المغاير. 6 - ايكروماتين.

يتم تحديد النواة من السيتوبلازم بغشاءين (لكل منهما بنية نموذجية). ويوجد بين الأغشية فجوة ضيقة مملوءة بمادة شبه سائلة. وفي بعض الأماكن تندمج الأغشية مع بعضها البعض لتشكل المسام (3)، التي يتم من خلالها تبادل المواد بين النواة والسيتوبلازم. الغشاء النووي الخارجي (1) على الجانب المواجه للسيتوبلازم مغطى بالريبوسومات، مما يعطيه خشونة، والغشاء الداخلي (2) أملس. الأغشية النووية هي جزء من نظام غشاء الخلية: تتصل نتوءات الغشاء النووي الخارجي بقنوات الشبكة الإندوبلازمية، وتشكل نظامًا واحدًا من قنوات التواصل.

الكاريوبلازم (العصير النووي، النواة النووية)- المحتويات الداخلية للنواة التي يوجد فيها الكروماتين ونواة واحدة أو أكثر. يحتوي النسغ النووي على بروتينات مختلفة (بما في ذلك الإنزيمات النووية) والنيوكليوتيدات الحرة.

نوية(٤) جسم مستدير كثيف مغمور في عصير نووي. يعتمد عدد النوى على الحالة الوظيفية للنواة ويتراوح من 1 إلى 7 أو أكثر. توجد النوى فقط في النوى غير المنقسمة، وتختفي أثناء الانقسام. تتشكل النواة على أقسام معينة من الكروموسومات التي تحمل معلومات حول بنية الرنا الريباسي. تسمى هذه المناطق بالمنظم النووي وتحتوي على نسخ عديدة من الجينات التي تشفر الرنا الريباسي. تتشكل وحدات الريبوسوم الفرعية من الرنا الريباسي (rRNA) والبروتينات القادمة من السيتوبلازم. وبالتالي، فإن النواة عبارة عن مجموعة من وحدات الرنا الريباسي الريباسي (rRNA) والوحدات الفرعية الريبوسومية في مراحل مختلفة من تكوينها.

الكروماتين- هياكل البروتين النووي الداخلية للنواة، مصبوغة بأصباغ معينة وتختلف في الشكل عن النواة. الكروماتين له شكل كتل وحبيبات وخيوط. التركيب الكيميائي للكروماتين: 1) الحمض النووي (30-45٪)، 2) بروتينات هيستون (30-50٪)، 3) بروتينات غير هيستون (4-33٪)، وبالتالي فإن الكروماتين عبارة عن مركب بروتين نووي منقوص الأكسجين (DNP). اعتمادًا على الحالة الوظيفية للكروماتين، هناك: الكروماتين المغاير(5) و الكروماتين الحقيقي(6). الكروماتين الحقيقي نشط وراثيا، والكروماتين المتغاير هو مناطق غير نشطة وراثيا من الكروماتين. الكروماتين الحقيقي غير مرئي تحت المجهر الضوئي، وهو ملطخ بشكل ضعيف ويمثل أجزاء من الكروماتين غير مكثفة (منزوعة الحلزونية وغير ملتوية). تحت المجهر الضوئي، يبدو الكروماتين المتغاير مثل كتل أو حبيبات، وهو ملطخ بشكل مكثف ويمثل مناطق مكثفة (حلزونية ومضغوطة) من الكروماتين. الكروماتين هو شكل وجود المادة الوراثية في خلايا الطور البيني. أثناء انقسام الخلايا (الانقسام، الانقسام الاختزالي)، يتم تحويل الكروماتين إلى كروموسومات.

وظائف النواة: 1) تخزين المعلومات الوراثية ونقلها إلى الخلايا الوليدة أثناء الانقسام، 2) تنظيم نشاط الخلية عن طريق تنظيم تخليق البروتينات المختلفة، 3) مكان تكوين وحدات الريبوسوم الفرعية.

- وهي هياكل خلوية على شكل قضيب تمثل الكروماتين المكثف وتظهر في الخلية أثناء الانقسام أو الانقسام الاختزالي. تعد الكروموسومات والكروماتين أشكالًا مختلفة من التنظيم المكاني لمركب البروتين النووي الريبي منقوص الأكسجين، والذي يتوافق مع مراحل مختلفة من دورة حياة الخلية. التركيب الكيميائي للكروموسومات هو نفس تركيب الكروماتين: 1) الحمض النووي (30-45٪)، 2) بروتينات هيستون (30-50٪)، 3) بروتينات غير هيستونية (4-33٪).

أساس الكروموسوم هو جزيء DNA مزدوج السلسلة المستمر. يمكن أن يصل طول الحمض النووي لكروموسوم واحد إلى عدة سنتيمترات. من الواضح أن الجزيء بهذا الطول لا يمكن أن يوجد في شكل ممدود في الخلية، ولكنه يخضع للطي، ويكتسب بنية أو شكلًا ثلاثي الأبعاد معينًا. يمكن تمييز المستويات التالية من الطي المكاني للحمض النووي وDNP: 1) الجسيم النووي (لف الحمض النووي على كريات البروتين)، 2) النواة، 3) الكروموميرات، 4) الكروموسومات، 5) الكروموسومات.

في عملية تحويل الكروماتين إلى كروموسومات، لا يشكل DNP حلزونات وحلزونات فائقة فحسب، بل يشكل أيضًا حلقات وحلقات فائقة. لذلك، فإن عملية تكوين الكروموسوم، التي تحدث في الطور الانقسامي أو الطور الأول من الانقسام الاختزالي، من الأفضل أن تسمى ليس الحلزون، ولكن تكثيف الكروموسوم.

1 - مركزي. 2 - تحت المركزية. 3، 4 - مركزية. هيكل الكروموسوم: 5 - سنترومير. 6 - انقباض ثانوي. 7 - القمر الصناعي. 8 - الكروماتيدات. 9 - التيلوميرات.

يتكون كروموسوم الطورية (الكروموسومات التي تمت دراستها خلال الطور الاستوائي من الانقسام) من اثنين من الكروماتيدات (8). أي كروموسوم لديه الانقباض الأولي (سنترومير)(5) الذي يقسم الكروموسوم إلى أذرع. وجود بعض الكروموسومات انقباض ثانوي(6) و قمر صناعي(7). القمر الصناعي هو جزء من ذراع قصيرة يفصلها انقباض ثانوي. تسمى الكروموسومات التي لها قمر صناعي (3). تسمى نهايات الكروموسومات التيلوميرات(9). اعتمادًا على موضع السنترومير، هناك: أ) ما وراء المركز(أكتاف متساوية) (1)، ب) تحت المركز(غير متكافئ إلى حد ما) (2)، ج) مركزية الأطراف(غير متكافئة بشكل حاد) الكروموسومات (3، 4).

تحتوي على خلايا جسدية مضاعفا(مزدوج - 2 ن) مجموعة الكروموسومات والخلايا الجنسية - فرداني(مفرد - ن). المجموعة الثنائية الصبغية من الديدان المستديرة هي 2، ذباب الفاكهة - 8، الشمبانزي - 48، جراد البحر - 196. تنقسم كروموسومات المجموعة الثنائية الصبغية إلى أزواج؛ كروموسومات زوج واحد لها نفس البنية والحجم ومجموعة الجينات وتسمى متماثل.

النمط النووي- مجموعة من المعلومات حول عدد وحجم وبنية الكروموسومات الطورية. الرسم البياني هو تمثيل رسومي للنمط النووي. ممثلو الأنواع المختلفة لديهم أنماط نووية مختلفة، لكن أعضاء نفس النوع لديهم نفس الأنماط النووية. الصبغيات الذاتية- الكروموسومات المتماثلة في النمط النووي الذكري والأنثوي. الكروموسومات الجنسية- الكروموسومات التي يختلف فيها النمط النووي الذكري عن النمط الأنثوي.

تحتوي مجموعة الكروموسوم البشري (2ن = 46، ن = 23) على 22 زوجًا من الكروموسومات الجسدية وزوجًا واحدًا من الكروموسومات الجنسية. تنقسم الجسيمات الذاتية إلى مجموعات ومرقمة:

الكروموسومات الجنسية لا تنتمي إلى أي مجموعة وليس لها رقم. الكروموسومات الجنسية للمرأة هي XX، وللرجل XY. الكروموسوم X متوسط ​​المركز، والكروموسوم Y صغير المركز.

الكروماتين(من الكلمة اليونانية chroma - طلاء) حبيبات صغيرة وكتل من المواد الموجودة في نواة الخلايا وملطخة بالأصباغ الأساسية. يتكون الكروماتين من مجمع الحمض النووي والبروتينوهو يتوافق مع الكروموسومات، والتي يتم تمثيلها في نواة الطور البيني بخيوط ملتوية طويلة ورقيقة ولا يمكن تمييزها كهياكل فردية. إن شدة التصاعد الحلزوني لكل كروموسوم ليست هي نفسها على طولها. هناك نوعان من الكروماتين - الكروماتين الحقيقي و الهيتروكروماتين.

الكروماتين الحقيقي.يتوافق مع شرائح الكروموسوم ذلك Despiralized ومفتوحة للنسخ.هذه القطاعات لا وصمة عاروهي غير مرئية تحت المجهر الضوئي.

الهيتروكروماتين.متوافق مكثفةشرائح ملفوفة بإحكام من الكروموسومات (مما يجعلها غير متاح للنسخ).هو ملونة بشكل مكثفيعتمد على الأصباغ الأساسية، ويظهر بالمجهر الضوئي على شكل حبيبات.

هكذا، بناءً على الخصائص المورفولوجية للنواة (نسبة محتوى الاتحاد الأوروبي والكروماتين المغاير)، من الممكن تقييم نشاط عمليات النسخ، وبالتالي الوظيفة الاصطناعية للخلية.وعندما تزيد، تتغير هذه النسبة لصالح الكروماتين الحقيقي؛ وعندما تنخفض، يزداد محتوى الهيتروكروماتين. عندما يتم تثبيط وظيفة النواة تمامًا (على سبيل المثال، في الخلايا التالفة والمحتضرة، أثناء تقرن الخلايا الظهارية للبشرة - الخلايا الكيراتينية، أثناء تكوين الخلايا الشبكية في الدم)، فإنها تنخفض في الحجم، وتحتوي على الهيتروكروماتين فقط وتكون ملطخة مع الأصباغ الأساسية بشكل مكثف ومتساوي. وتسمى هذه الظاهرة الحنجرة(من الكلمة اليونانية karyon - اللب والتنويم - الضغط).

توزيع الكروماتين المغاير (تضاريس جزيئاته في النواة) ونسبة محتوى الاتحاد الأوروبي والكروماتين المغايرالمميزة لكل نوع من الخلايا مما يسمح لها بتنفيذها تعريفسواء بصريًا أو باستخدام محللات الصور التلقائية. ومع ذلك، هناك بعض المشتركة أنماط توزيع الهيتروكروماتينوفي النواة: تقع عناقيدها تحت كاريوليما،تنقطع في منطقة المسام (بسبب ارتباطها بالصفيحة) وحول النواة ( الكروماتين المتغاير حول النواة)،وتنتشر قطع أصغر في جميع أنحاء القلب.

جسد بار -تراكم الهيتروكروماتين الموافق لكروموسوم X واحد في الإناث، والذي يكون ملفوفًا بإحكام وغير نشط خلال الطور البيني. يقع في معظم الخلايا بالقرب من النواة، وفي الخلايا المحببة في الدم يبدو وكأنه فص صغير إضافي من النواة ("مضرب").يتم استخدام الكشف عن أجسام بار (عادة في الخلايا الظهارية للغشاء المخاطي للفم) كاختبار تشخيصي لتحديد الجنس الجيني (إلزامي، على وجه الخصوص، للنساء المشاركات في الألعاب الأولمبية).

تعبئة الكروماتين في النواة.في الحالة غير المكثفة، يبلغ طول جزيء الحمض النووي (الحلزون المزدوج) الذي يشكل كل كروموسوم في المتوسط ​​حوالي 5 سم، ويبلغ الطول الإجمالي لجزيئات الحمض النووي لجميع الكروموسومات في النواة (قطرها حوالي 10 ميكرومتر) أكثر من 2 متر. (وهو ما يشبه وضع خيط بطول 20 كم في كرة تنس يبلغ قطرها حوالي 10 سم)، وفي فترة الطور البيني S - أكثر من 4 م الآليات المحددة التي تمنع تشابك هذه الخيوط أثناء النسخ ويظل النسخ المتماثل دون حل، ولكن الحاجة واضحة التعبئة والتغليف المضغوط لجزيئات الحمض النووي،يتم تحقيق ذلك في نواة الخلية بسبب ارتباطها بأساسيات خاصة (هيستون) البروتينات.يوفر التغليف المدمج للحمض النووي في النواة ما يلي:

(1) ترتيب منظمجزيئات DNA طويلة جدًا في حجم نووي صغير؛

(2) وظيفية السيطرة على نشاط الجينات(بسبب تأثير طبيعة التغليف على نشاط المناطق الفردية للجينوم.

مستويات تعبئة الكروماتين. المستوى الأولي لتغليف الكروماتين الذي يضمن التكوين خيوط نوويةقطرها 11 نانومتر، بسبب لف شريط مزدوج من الحمض النووي (قطره 2 نانومتر) على كتل على شكل قرص مكونة من 8 جزيئات هيستون (النوكليوسومات).يتم فصل النيوكليوزومات بمسافات قصيرة من الحمض النووي الحر. المستوى الثاني من التغليف يحدث أيضًا بسبب الهستونات ويؤدي إلى التواء الخيط النووي مع التكوين ألياف الكروماتينقطر 30 نانومتر. في الطور البيني، تتشكل الكروموسومات بواسطة ليفات الكروماتين، حيث يتكون كل كروماتيد من ليف واحد. ومع مزيد من التعبئة والتغليف، تتشكل ألياف ليفية الكروماتين الحلقات (مجالات الحلقة)يبلغ قطرها 300 نانومتر، كل منها يتوافق مع جين واحد أو عدة جينات، وهذه بدورها، نتيجة للتغليف الأكثر إحكاما، تشكل أقسامًا من الكروموسومات المكثفة التي يتم الكشف عنها فقط أثناء انقسام الخلايا.

في الكروماتين، يرتبط الحمض النووي، بالإضافة إلى أحجار الغاز، أيضًا بـ بروتينات غير هيستونيةأيّ تنظيم نشاط الجينات.في الوقت نفسه، يمكن للهستونات، عن طريق الحد من توافر الحمض النووي للبروتينات الأخرى المرتبطة بالحمض النووي، أن تشارك في تنظيم نشاط الجينات.

وظيفة تخزين المعلومات الجينيةفي النواة، دون تغيير، من المهم للغاية بالنسبة للأداء الطبيعي للخلية والكائن الحي بأكمله. تشير التقديرات إلى أنه أثناء تضاعف الحمض النووي ونتيجة لتلفه بعوامل خارجية، تحدث 6 تغيرات في النيوكليوتيدات سنويًا في كل خلية بشرية. يمكن تصحيح الأضرار التي لحقت بجزيئات الحمض النووي نتيجة لهذه العملية تعويضاتأو بواسطة البدائلبعد الاعتراف ووضع العلاماتالمنطقة المقابلة.

إذا كان إصلاح الحمض النووي مستحيلا بسبب ضرر كبير للغاية، فسيتم تشغيله آلية موت الخلايا المبرمج. في هذه الحالة، يمكن تقييم "سلوك" الخلية على أنه نوع من "الانتحار الإيثاري": على حساب موتها، فإنه ينقذ الجسم من العواقب السلبية المحتملة لتكرار وتضخيم المادة الوراثية التالفة.

القدرة على إصلاح الحمض النوويوينخفض ​​عدد السكان البالغين بنحو 1% كل عام. قد يفسر هذا الانخفاض جزئيًا سبب كون الشيخوخة عامل خطر لتطور الأمراض الخبيثة. اضطرابات في عمليات إصلاح الحمض النوويمميزة لعدد من الأمراض الوراثية فيها تمت ترقيتهكيف حساسية للعوامل الضارة ،نعم و الإصابة بالأورام الخبيثة.

وظيفة تحقيق المعلومات الوراثيةفي نواة الطور البيني يتم تنفيذه بشكل مستمر بسبب العمليات النسخ.يحتوي جينوم الثدييات على حوالي 3x109 نيوكليوتيدات، لكن ما لا يزيد عن 1% من حجمه يشفر البروتينات المهمة ويشارك في تنظيم تركيبها. وظائف الجزء الرئيسي غير المشفر من الجينوم غير معروفة.

عندما يتم نسخ الحمض النووي، يتم تشكيل جزيء كبير جدا من الحمض النووي الريبي (النسخة الأولية)،الذي يرتبط بالبروتينات النووية لتكوينها البروتينات النووية الريبية (RNPs).تحتوي نسخة الحمض النووي الريبي الأولية (وكذلك قالب الحمض النووي) على تسلسلات نيوكليوتيدات هامة منفصلة (إكسونات)،مفصولة بإدخالات طويلة غير مشفرة (النيترونات).تتضمن معالجة نسخة الحمض النووي الريبي (RNA) إزالة النيترونات وربط الإكسونات - الربط(من الإنجليزية، الربط - الربط). في هذه الحالة، يتم تحويل جزيء RNA كبير جدًا إلى جزيئات mRNA صغيرة إلى حد ما، والتي يتم فصلها عن البروتينات المرتبطة بها عند نقلها إلى السيتوبلازم.