5 Kromosomfunktion i celle: eukaryot, prokaryot, detaljerede fakta

Livet på denne planet er en mirakuløs ting, og hvordan livet udviklede sig er en anden gåde, der endnu ikke er fuldt løst. Alle de former for liv, der findes på jorden, er kategoriseret bredt i to klassifikationer: eukaryoter og prokaryoter.

Kromosomer er de største enheder af DNA og proteinarrangement. Den primære kromosomfunktion i cellen inkluderer at bære DNA'et og formidle den genetiske information fra forældrene til deres afkom i næste generation. Under celledeling spilles den vigtigste rolle af kromosomerne.

Genomet til prokaryote celler findes generelt i form af en cirkulært kromosom beliggende i et kromosom. Det genetiske materiale i eukaryote celler findes i kernen og er tæt pakket ind i lineære kromosomer.

Kromosomernes sammensætning består af et kompleks eller en blanding af DNA og proteiner, der er kendt som kromatin. Kromatin er yderligere organiseret i mindre underenheder kendt som nukleosomer. Eukaryoter er tæt pakket, og deres kromatin er arrangeret på en sådan måde, at en stor mængde DNA kan justeres i et lille rum. Dette er også nyttigt, da det kan regulere genekspression.

I cellen findes det cellulære DNA aldrig alene og er altid ledsaget af forskellige proteiner. Tværtimod danner det cellulære DNA altid et kompleks eller blandinger med andre proteinpartnere, der hjælper dem med at komme i form på et lille rum. Dette kompleks af DNA-protein er kendt som kromatin, hvor mængden af ​​nukleinsyre og protein til stede er næsten ækvivalent. I cellerne, kromatinet får folder til nogle karakteristiske formationer, som er kendt som kromosomer. Et enkelt kromosom består af et stykke dobbeltstrenget DNA ud over de pakkeproteiner, der er nævnt tidligere.

kromosomer af eukaryote celler indeholder enheder af kromatin der gentager sig selv og er kendt som nukleosomer. Kemisk nedbrydning af cellekerner og fjernelse af så meget af den ydre proteinpakning fra DNA'et som muligt førte til opdagelsen af ​​disse. Nukleosomer er dannet af DNA, der er dobbeltstrenget. De danner komplekser kender som histoner, som er bittesmå proteinfragmenter.

Kernepartikel af hver af nukleosomet indeholder molekyler af otte histoner, som et par af to af fire forskellige typer histoner: H2A, H2B, H3 og H4. Histonernes struktur og form er forblevet bemærkelsesværdigt konsistent gennem hele evolutionen, hvilket antyder, at DNA'ets pakkerolle er afgørende for alle celler, der tilhører eukaryoter. Histoner er generelt positivt ladede molekyler, og de binder sammen med det DNA, der er negativt ladet i en bestemt konformation.

Et typisk kromosom har følgende dele og deres funktioner:

(a) Centromere (Primær indsnævring):

I metafasens fase, og kromosom indeholder to tvillingesøstre kendt som kromatider. Disse binder til hinanden på et punkt kaldet primær forsnævring eller centromeren. På anafasestadiet deler centromeren de identiske søstre for at danne to anafatiske kromosomer. Arme refererer til de kromosomale segmenter på hver side af centromeren.

Så vi kan sige, at kromosomet i metafasen har fire arme, mens kromosomerne i anafasen kun har to arme. Isobrachiale kromosomer har lige store arme, mens heterobrachiale kromosomer har asymmetriske arme. Når armene er ujævne, er den korte arm markeret som "p", og den lange arm er angivet som "q."

På placeringen af centromer, kromosomer hedder:

  1. Telocentrisk (centromere terminal)
  2.  Akrocentrisk (centromer subterminal og afgrænset af telomer),
  3.  Sub-metacentrisk (centromer er submedian),
  4.  Metacentrisk (centromer median).

Generelt har kromosomerne en centromer og kaldes monocentriske. Kromosomerne kan være dicentriske, for eksempel i majs og hvede; eller nogle gange polycentrisk. Centromerens hovedformål er at lægge grunden til kinetochore, et proteinkompleks, der er nødvendigt for korrekt kromosomadskillelse gennem mitose.

(b) Kinetochore:

Kinetochore, et specialiseret multiproteinkompleks på overfladen af ​​centromeren, er det sted, hvor spindelfibre (mikrotubuli) fæstner. Et metafase-kromosoms centromer består af to kinctochores, der vender i modsatte retninger. Lavere planter har trilamilær kinetochore, mens højere planter har kugle- og kopkinetochore.

Kinetochore er en multi-underenhed proteinholdig konstruktion i eukaryoter, der genererer lastbærende vedhæftninger af søsterkromatider (replikerede kromosomer holdt sammen af ​​proteinkomplekset cohesin) til at spindle mikrotubuli gennem celledeling.

(c) Sekundære indsnævringer:

Ud over centromeren kan akromosomet have en eller flere sekundære forsnævringer. Satellit eller trabant refererer til et kromosomalt segment, der er forbundet med kromosomets hovedregion med en kromatintråd. Kromosomet med satellitter omtales som de sad kromosom.

Der er to typer af sekundære indsnævringer: NOR og Joint. De opretholder en ensartet placering og bruges ofte som markører. Nucleolar Organizer Region (NOR) er ansvarlig for produktionen af nukleolus og rRNA. Brud og sammensmeltning af kromosomale segmenter kan føre til dannelse af led. De tjener som markører for, hvor nukleolerne er samlet. Det er involveret i omlejringen af ​​nukleolus ved afslutningen af ​​celledeling og er forbundet med nukleolus gennem interfase af celledeling.

kromosomfunktionen i cellen
Billedkredit: Kromosomstruktur-Wikipedia

(d) Telomerer:

De terminale ender af kromosomer kaldes telomerer. En telomer er et kort gentaget DNA-sekvens (GC-rigt) kompleks med proteiner. De syntetiseres separat og tilføjes senere til kromosomspidserne. Telomerernes hovedfunktion er at dække de kromosomale ender for at forhindre DNA-tab under cellereplikationsrunder.

Telomererne hjælper på forskellige måder:

(i) Give stabilitet ved at forhindre slutfusioner af kromosomer,

(ii) fungere som igangsættere af synapsis,

(iii) Forkortelse af telomerer forårsager ældning og aldring.

(e) Kromomerer:

På grund af kromatinopbygning kan interfase-kromosomer forekomme perler langs hele deres længde. Kromo-merer er disse perlelignende strukturer. Kromomererne er fast viklede og ikke længere synlige under metafasen. Styring af genekspression kan hjælpes af layoutet af kromosomstruktur. Kromosomkort kan oprettes til brug i genetisk og evolutionær forskning.

Funktionen af ​​kromosomer i eukaryote celler:

Eukaryote celler har gener, der består af arvelig information og fungerer som en arvelig vehikel. Celledeling, vækst, metabolisme og differentiering styres alle af dem.

Cellens kerne indeholder eukaryote kromosomer. Denne kerne er kendt som cellens "kontrolcenter", der hjælper med at opbevare hele cellens genetiske materiale eller DNA'et. Den nukleare kappe, også kendt som nuklear membran, består af kanaler kendt som porer, der hjælper med at regulere bevægelsen af ​​molekyler gennem kernen.

DNA'et til stede i kernen er arrangeret i form af kromosomer. Et kromosom er et DNA-molekyle, som er viklet meget tæt omkring proteinerne for at danne histoner. Eukaryote celler indeholder flere kromosomer, der er lineære i struktur. Kromatinet inkluderer hele DNA'et, der er til stede i kernen, og også de proteiner, der er forbundet med det. Chromatin består af tre grundlæggende lag af stilladser, der giver anledning til en kondenseret DNA-molekyle.

Tilstedeværelsen af ​​en membranbundet kerne er den vigtigste egenskab, der adskiller en prokaryot celle fra en eukaryot celle. Denne kerne omtales som cellens "kontrolcenter”, da det hjælper med at opbevare hele cellens genetiske materiale eller DNA'et. Porer i kernehylsteret, også kendt som kernemembranen, hjælper med reguleringen af ​​molekylær transport over kernen.

eukaryotisk celle
Billedkredit: eukaryot celle- Wikipedia

Det dobbeltstrengede helix-molekyle af DNA danner sammen kromosomet, men før det bliver de viklet rundt om klyngen af ​​proteiner kendt som histoner. Et nukleosom, som er den mindste enhed af DNA-pakningsstruktur, dannes når en enhed på omkring 200 DNA-basepar bliver viklet rundt om de otte histonproteiner.

Linker-DNA'et og nukleosomerne forbinder sig selv, ligesom perlerne på strengen, til dannelse 30-nm solenoide fibre som er tæt pakket. Disse dannede fibre oprulles yderligere og bliver foldet ind i løkkerne, der også er pakket tæt sammen. Dette stillads er det sidste stadie, hvor kromosomerne kan observeres i stadiet kendt som metafase af meiose og mitose.

Fremgangsmåden ifølge supercoiling danner disse 30-nm fibre. Påføringen af ​​spænding bruges ved supercoiling, så den kan vride et DNA-molekyle, så den skaber sløjfer, mens den vikler sig om sig selv. Med celledelingsprocessen, mitose eller meiose, individet kromosomer ses tydeligt at være til stede i kernen ved hjælp af et mikroskop.

funktion af kromosomet i prokaryote celler:

I lighed med kromosom af eukaryote celler kromosomer af prokaryote celler hjælper med at opbevare og overføre genetisk information til andre celler. For at danne RNA, DNA og protein transskriberer, replikeres og translateres det henholdsvis. 

Kromosomet til stede i prokaryoter danner en uregelmæssig form for struktur kaldet nukleoid. Mange prokaryote celler adlyder processen med supercoiling for at producere kromosomer. Det enkelte kromosom af prokaryoter har cirkulær form, mangler histoner. De følger processen med at rulle og vride og bliver kompakte, så de kan blive monteret i nukleoid.

Prokaryote kromosomer er enkelte DNA-molekyler, der enten er lineære eller cirkulære i form og findes i cytoplasmaet af en prokaryot organisme. Prokaryoter er de mikroskopiske organismer, der har enkeltcellede og primitiv i naturen. På den anden side, eukaryoter har flere celler og tilhører en organisation på højt niveau. Betydningen af prokaryoter står for "før" kerne. Den udviklede sig selv før kerne og mangler således et genkendeligt kernelignende mønster.

prokaryot celle
Billedkredit: Prokaryot celle- Wikipedia

Hele genomet eller prokaryot genetisk information er placeret på et enkelt kromosom som er lineær i form og er til stede i cytoplasmaet. Denne prokaryote kromosomet er strukturelt forskelligt fra det eukaryote kromosom, selvom det også formidler den genetiske information fra den ene celle til den anden. Det prokaryote genom indeholder ikke kun kromosomer men også plasmid som fungerer som en arv af egenskaber.

Plasmidet har en cirkulær form og er enkeltstrenget DNA. De arver mange betydningsfulde gener for organismerne. I modsætning til eukaryote celler er prokaryoter frataget de membranbundne organeller i dem. Nogle eksempler på prokaryoter kan omfatte alger, Archea, bakterier og en få svampe.

Egenskaber af den prokaryote kromosom

  • Et kromosom af prokaryoter er enten lineære eller cirkulære i form.
  • Det består af et ekstrakromosomalt DNA for så vidt angår et plasmid.
  • Det har et genom, som er haploid i naturen. 
  • Kromosomet bærer kun én kopi af det tilstedeværende gen.  
  • Prokaryoter inkluderer et enkelt kromosom i dem.

gener til stede i kromosomerne af prokaryote celler ejer en bestemt slags mekanisme, som er kendt som DRIFT. Ved at bruge denne mekanisme kan mange gener producere protein. Gensekvenser, der ikke er så vitale, findes ikke på kromosomet; snarere findes de på plasmider. Det kromosomer til stede i de prokaryote celler har få antal gentagne og skrald-DNA i dem.

De gener, der er til stede på kromosomet, er placeret meget tæt på hver. Ud af det hele findes kun 12% af affalds-DNA'et i genomet af de prokaryote celler. De er normalt tæt lukket til hinanden og består af mindre affaldsgenetisk materiale i dem. Både processen nemlig oversættelse og transskription sker i cytoplasma.

Det er muliggjort af en række proteiner og enzymer, herunder topoisomerase I og II, gyrase, HU, H0NSog IHF. Alle af dem hjælper med at regulere og bevare supercoiling i prokaryoter.

Supercoiling kan forekomme i samme rækkefølge eller retning som det dobbeltstrengede DNA, og det er derfor kendt som "negativ supercoiling." Hvorimod, hvis supercoilingen finder sted i den modsatte retning, er supercoilingen kendt som positiv supercoiling. Prokaryoter, især bakterier, adlyder processen med negativ supercoiling. Topoisimerase er navnet på klassen af ​​enzymer, der hjælper med at regulere spændingen, der er forårsaget af mekanismen for supercoiling under replikation.

De prokaryote kromosomer er tæt supercoiled. Værdien af ​​replikationen er derfor meget langsom her sammenlignet med eukaryoterne. På grund af dets placering i cytoplasmaet finder mekanismerne for translation og transskription sted side om side i samme position.

Læs også: