염색질
DNA와 단백질로 구성된 거대분자 복합체 / From Wikipedia, the free encyclopedia
염색질(染色質, 영어: chromatin)은 DNA, 단백질, RNA로 구성된 거대분자 복합체이다. 염색질의 일차적인 기능은 DNA 포장(DNA packaging)을 통하여 부피를 줄이고, 거대분자인 DNA가 유사분열 하도록 하고, DNA 손상을 막고, 유전자 발현과 DNA 복제를 통제하는 것이다. 염색질을 이루는 주요 단백질은 DNA를 압축하는 히스톤이다. 진핵세포(핵이 있는 세포)에만 염색질이 존재하고, 원핵세포는 다른 방법으로 DNA를 조직한다. 진핵세포의 염색질에 해당하는 원핵세포의 것은 핵양체 영역에 존재하며 지노포어(genophore)라 한다.
염색질의 구조는 여러 요소의 영향을 받는다. 전체적인 구조는 세포 주기에 따라 달라진다. 간기에 염색질은 느슨한 구조로 RNA나 DNA 중합효소가 각각 DNA를 전사하거나 중합할 수 있게 한다. 국소적인 구조는 DNA에 있는 유전자에 달려있다. 유전자가 활성화되어 전사되는 DNA 영역(진정염색질 /퍼진염색질; Euchromatin)은 더 느슨하게 포장되어 있고 RNA 중합효소가 결합한 상태로 관찰된다. 비활성 유전자가 부호화된 DNA(이질염색질/; Heterochromatin)는 구조 단백질과 결합하여 단단하게 포장되어 있다.[1][2] 구조 단백질에 후생유전학적인 화학 변화, 특히 히스톤의 메틸화와 아세틸화가 일어나면 국소적인 염색질 구조가 바뀐다. 세포가 분열 준비를 하면서 염색질은 더 밀집하여 후기에 염색체가 분리되기 용이해진다. 이 시기에 광학 현미경으로 세포에 있는 각각의 염색체를 관찰할 수 있다.
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일반적으로 염색질은 세 단계로 조직된다.
- 진정염색질 : DNA가 히스톤 단백질을 감싸서 뉴클레오솜을 형성한다. 이 특징적인 구조를 염주 모양(beads-on-a-string)이라고 한다.
- 이질염색질 : 히스톤 여러 개가 뉴클레오솜 배열의 가장 촘촘한 구조인 30 nm 섬유를 형성하면서 감긴다. 이 구조는 인 비트로 상에서는 거의 확실하지만, 최근 X선 연구에서 유사분열 중인 사람 염색체에서 보이지 않았다.[3]
- 유사분열과 감수분열 중 : 30 nm 섬유가 고도로 포장되어 중기 염색체 형태가 된다.
이러한 조직 단계를 따르지 않는 세포도 많다. 예를 들어 정자와 조류 적혈구의 염색질은 대부분의 진핵세포보다 촘촘하게 포장되어 있고, 트리파노소마유사 원생동물은 유사분열을 할 때 뚜렷한 염색체를 형성하지 않는다.