De kromosomer De är strukturer som består av en kontinuerlig DNA-molekyl och associerade proteiner. De finns snyggt i kärnan i eukaryota celler och innehåller det mesta av deras genetiska material. Dessa strukturer ses tydligast under celldelning.
Eukaryota kromosomer identifierades först och studerades i slutet av 1700-talet. Idag är ordet "kromosom" en allmänt känd term, även för människor som bara har studerat de mest elementära aspekterna av biologi eller genetik..
På kromosomer finns gener, varav många kodar för proteiner, enzymer och den information som krävs för varje cells liv. Många kromosomer uppfyller emellertid rent strukturella funktioner, vilket innebär att de tillåter ett specifikt arrangemang av gener inom det nukleära inre..
I allmänhet har alla celler hos en individ samma antal kromosomer. Hos människor har till exempel var och en av de biljoner celler som har uppskattats utgöra den vuxna kroppen 46 kromosomer, som är organiserade i 23 olika par.
Var och en av de 46 kromosomerna hos människor och andra levande organismer har unika egenskaper; endast de som kallas "homologa par" delar egenskaper med varandra, men inte med olika par; det vill säga alla kromosomer 1 liknar varandra, men dessa skiljer sig från 2 och 3, och så vidare.
Om alla kromosomer i en mänsklig cell var ordnade på ett linjärt sätt, skulle de bilda en kedja som är mer eller mindre 2 meter lång, så en av kromosomernas huvudfunktioner är att komprimera det genetiska materialet så att det "passar" in kärnan, samtidigt som transkriptions- och replikeringsmaskineriet får åtkomst.
Trots de enorma skillnader som finns mellan bakteriegenom och eukaryota organismer kallas det genetiska materialet för prokaryoter (såväl som för vissa inre organeller av eukaryoter) också en kromosom och består av en cirkulär molekyl.
Artikelindex
När Mendel bestämde ärftlighetens principer hade han ingen aning om förekomsten av kromosomer. Men han drog slutsatsen att ärftliga element överfördes i duplikat genom speciella partiklar, en uppfattning långt före dess tid..
Två forskare från 1700-talet, botanisten K. Nageli och zoologen E. Beneden, engagerade sig i observation och studier av växt- och djurceller under celldelningshändelser; Dessa var de första som beskrev strukturer formade som "små stavar" inuti det centrala facket som kallas kärnan..
Båda forskarna redogjorde för att under celldelningen av en "typisk" cell bildades en ny kärna, inom vilken en ny uppsättning "små stavar" dök upp, liknande den som hittades i cellen från början..
Denna delningsprocess beskrevs senare med mer precision av den tyska forskaren W. Flemming 1879, som med hjälp av färgämnen under observation lyckades fläcka de "små stavarna" för att bättre visualisera dem..
T. H. Morgan demonstrerade att fenotyper ärvs på det sätt som föreslås av Mendel och att arvsenheterna ligger på kromosomer. Morgan tillhandahöll de fysiska bevisen som konsoliderade "Mendelian Revolution".
Flemming dokumenterade beteendet hos "stavarna" under interfas och cytokinese (celldelning). 1882 publicerade han en undersökning där han först myntade termen "kromatin" för ämnet som färgades inuti kärnan när cellen inte var i uppdelning..
Han hade också observerat att under celldelningen fördubblades antalet "stavar" (kromosomer) i kärnan. Ett av varje par duplicerade kromosomer inrymdes i varje kärna av de resulterande cellerna, så det kromosomala komplementet för dessa under mitos var identiskt.
W. Waldeyer, efter flemmingens verk, grundade termen "kromosom" (från den grekiska "kroppen som fläckar") för att beskriva samma ämne som ordnades ordnat vid celldelningstidpunkten..
Med tiden grävde olika forskare in i studien av genetiskt material, med vilket betydelsen av termerna "kromosom" och "kromatin" förändrades lite. Idag är en kromosom en diskret enhet av genetiskt material och kromatin är den blandning av DNA och proteiner som utgör den..
E.B. Wilson, i bokens andra upplaga Cellen (Cellen) etablerade den första klassificeringen av kromosomer, som baseras på centromerens läge, en egenskap som påverkar fästningen av kromosomer till den mitotiska spindeln under celldelning.
Det finns minst tre olika sätt att klassificera kromosomer, eftersom det finns olika kromosomer mellan arter och hos individer av samma art finns det kromosomer med olika strukturer och funktioner. De vanligaste klassificeringarna är:
Det genetiska materialet inuti bakterier ses som en tät och ordnad cirkulär massa, medan det i eukaryota organismer ses som en tät massa som verkar "oorganiserad" inuti kärnan. Beroende på cellen kan kromosomer klassificeras i två stora grupper:
- De prokaryota kromosomer: varje prokaryot organism har en enda kromosom som består av en kovalent sluten (cirkulär) DNA-molekyl, utan histonproteiner och lokaliserad i en region av cellen som kallas nukleoid.
- De eukaryota kromosomer: i en eukaryot kan det finnas två eller flera kromosomer för varje cell, dessa är placerade inuti kärnan och är mer komplexa strukturer än bakteriekromosomen. DNA som utgör dem är mycket förpackat tack vare dess associering med proteiner som kallas "histoner".
Centromeren är en del av kromosomerna som innehåller en ganska komplex kombination av proteiner och DNA och som har en primär funktion under celldelning, eftersom den är ansvarig för att "se till" att kromosomsegregeringsprocessen sker..
Enligt den strukturella platsen för detta "komplex" (centromeren) har vissa forskare klassificerat kromosomer i fyra kategorier, nämligen:
- Metacentriska kromosomer: Dessa är de vars centromer är i mitten, det vill säga där centromeren separerar den kromosomala strukturen i två delar av lika längd.
- Submetentriska kromosomer: kromosomer där centromeren avviker från "centrum", vilket bidrar till uppkomsten av en "asymmetri" i längd mellan de två delarna som den separerar.
- Acentriska kromosomer: i akrocentriska kromosomer är centromerens "avvikelse" markant, vilket resulterar i två kromosomavsnitt av mycket olika storlekar, en mycket lång och en riktigt kort..
- Telocentriska kromosomer: de kromosomer vars centromer ligger i ändarna av strukturen (telomerer).
Organismer som har sexuell reproduktion och som har separata kön har två typer av kromosomer som klassificeras, beroende på deras funktion, i könskromosomer och autosomala kromosomer.
Kromosomer autosomal (eller autosomer) deltar i kontrollen av arvet av alla egenskaper hos en levande varelse, med undantag för bestämning av kön. Människor har till exempel 22 par autosomala kromosomer.
Kromosomer sexuell, Som namnet antyder uppfyller de en grundläggande funktion för att bestämma individs kön, eftersom de har den information som krävs för att utveckla många av de sexuella egenskaperna hos kvinnor och män som möjliggör förekomsten av sexuell reproduktion..
Huvudfunktionen för kromosomer, förutom att hysa det genetiska materialet i en cell, komprimera det så att det kan lagras, transporteras och "läsas" i kärnan, är att säkerställa fördelningen av genetiskt material mellan cellerna som härrör från delning..
Varför? För när kromosomer separeras under celldelning "kopierar" replikeringsmaskinen troget informationen i varje DNA-sträng så att de nya cellerna har samma information som cellen som gav upphov till dem..
Dessutom möjliggör föreningen av DNA med proteinerna som ingår i kromatin samtidigt definition av ett specifikt ”territorium” för varje kromosom, vilket är av stor betydelse ur genuttryck och identitet..
Kromosomer är avsevärt långt ifrån statiska eller "inerta" molekyler, i själva verket är det tvärtom, histonproteiner, som är de som samarbetar med komprimeringen av varje DNA-molekyl i en kromosom, deltar också i den dynamik som har att göra med transkription eller tystnad av specifika delar av genomet.
Således fungerar den kromosomstrukturen inte bara på organisationen av DNA i kärnan, utan avgör också vilka gener som "läses" och vilka inte, vilket direkt påverkar egenskaperna hos individerna som bär den..
Strukturen för en kromosom kan analyseras från en ”mikroskopisk” (molekylär) synvinkel och från en ”makroskopisk” (cytologisk) synvinkel..
En typisk eukaryot kromosom består av en linjär dubbelband DNA-molekyl som kan vara hundratals miljoner baspar i längd. Detta DNA är högt organiserat på olika nivåer, vilket gör att det kan komprimeras.
DNA från varje kromosom komprimeras initialt genom att "lindas" runt en oktamer av histonproteiner (H2A, H2B, H3 och H4) och bildar det som kallas en nukleosom, som är 11 nanometer i diameter.
Föreningen mellan histonproteiner och DNA är möjlig tack vare en elektrostatisk interaktion, eftersom DNA är negativt laddat och histoner är basiska proteiner, rika på positivt laddade aminosyrarester.
En nukleosom ansluter till en annan genom en korsningsregion bildad av en del av DNA-strängen och av ett histonprotein, H1. Strukturen som härrör från denna komprimering liknar en sträng av pärlor och minskar längden på DNA-strängen med cirka 7 gånger..
DNA komprimeras ytterligare när kromatin (DNA + histoner) i form av nukleosomer spolar på sig själv och bildar en fiber med en diameter av cirka 30 nm, som kompakterar DNA-strängen ytterligare 7 gånger,
30 nm-fibern är i sin tur associerad med de trådformiga proteinerna i kärnmatrisen (laminerna), som leder den inre ytan av det inre kärnmembranet. Denna associering möjliggör progressiv komprimering av fibern, eftersom "loopdomäner" bildas som är förankrade i matrisen och organiserar kromosomerna i definierade regioner inuti kärnan..
Det är viktigt att notera att komprimeringsnivån för kromosomer inte är lika genom hela deras struktur. Det finns platser som är hyperkomprimerade, som kallas heterokromatin och som i allmänhet är "tysta" genetiskt sett..
De lösare eller mer avslappnade platserna i strukturen, de till vilka replikerings- eller transkriptionsmaskineriet kan komma åt med relativt lätthet, är kända som eukromatiska platser, eftersom de är regioner i genomet transkriptionellt aktiva.
När cellen inte delar sig ses kromatinet som "löst" och till och med "oordning". När cellcykeln fortskrider kondenseras eller komprimeras detta material och möjliggör visualisering av de kromosomstrukturer som beskrivs av cytologer..
Under metafasen för celldelning ses varje kromosom som sammansatt av ett par cylindriska "kromatider" som är sammanlänkade tack vare en struktur som kallas centromeren..
Centromeren är en mycket viktig del av kromosomer, eftersom det är den plats som den mitotiska spindeln fäster vid delning. Denna sammanslutning gör det möjligt att separera kromatiderna som är fästa genom centromeren, en process efter vilken de är kända som "dotterkromosomer.".
Centromeren består av ett komplex av proteiner och DNA som är format som en "knut" och dess läge längs strukturen av en kromatid påverkar direkt morfologin för varje kromosom under kärnkraftsuppdelningen..
I en specialiserad region av centromeren är vad forskare känner till kinetochore, som är den specifika platsen där den mitotiska spindeln sammanfogar för att separera systerkromatider under celldelningen..
Vidare bestämmer centromers position att det finns två armar: en kort eller liten (p) och en större (q). Med tanke på att centromerernas position är praktiskt taget oförändrad använder cytologer nomenklaturen "p" och "q" under beskrivningen av varje kromosom..
Dessa är specialiserade DNA-sekvenser som "skyddar" ändarna på varje kromosom. Dess skyddande funktion är att förhindra att olika kromosomer förenas genom sina ändar.
Dessa regioner i kromosomerna har fått stor uppmärksamhet, eftersom forskare anser att telomera sekvenser (där DNA bildar strukturer något mer komplexa än en dubbel helix) påverkar aktiviteten hos omgivande gener och dessutom vid bestämningen av cellens livslängd..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.