Kromosomstruktur: Detaljerede forklaringer

Kromosomstruktur refererer til den måde, kromatinfibrene komprimeres i cellen.

Lange DNA-strenge med genetisk information udgør kromosomer. Eukaryote kromosomer er betydeligt større end prokaryote kromosomer og er lineære kromosomer.

DNA'et kondenserer til kromosomer efter replikation. Efter replikation, består hvert kromosom af en samling af et dobbelt sæt kromatider, der normalt holdes sammen i midten af ​​en centromer. Centromeren er der, hvor kinetochore (en proteinstruktur, der forbinder spindelfibrene), binder sig til centromeren, som trækker søsteren kromatider til 2 modsatte af cellen efter kromatin division.

Nedenfor vil vi forklare kromosomet struktur i detaljer.

Hvad er kromosomer?

Et kromosom er refereret til det komprimerede DNA-molekyle, der findes i en organisme, der bærer dens genetiske information.

Kromosomer er trådlignende strukturer, der findes i alle organismer (prokaryoter, eukaryoter, men ikke vira), der bærer og leverer genetisk information. Hver kromosom består af et proteinmolekyle og et molekyle deoxyribonukleinsyre (DNA), men det kan lejlighedsvis også være RNA.

800px Chromosome.svg
Eukaryot kromosom under metafase, der viser dets dele (1) Kromatid (2) Centromer (3) Kort arm (4) Lang arm
Billede: Wikipedia

 DNA videregives fra den ene generation til den næste og bærer de præcise instruktioner og informationer, der adskiller hver levende ting fra den anden. Viral kromosomer adskiller sig fra prokaryoter og eukaryoter i både form og stilling.

DNA (deoxyribonukleinsyre) (kromosomer af ikke-levende vira) og RNA (ribonukleinsyre) (kromosomer af prokaryote organismer som bakterier og blågrønalger) er de eneste sorter af kromosomer, der er i stand til at replikere. Siden prokaryoter har ikke en kerne deres kromosomale materiale er ikke omgivet af nogen form for membranstruktur.

800px Stadier af tidlig mitose i en hvirveldyrcelle med mikrofotografier af chromatider.svg
Ændring af kromatidstruktur under deling Billede: Wikipedia

Kromosomfunktion:

  • DNA-struktur er dybest set som lange tråde, derfor er de for kompakthed og nem håndtering af cellen selv spolet rundt om nogle cirkulære proteiner kaldet histoner.
  • Hvis DNA-molekyler ikke blev pakket på denne måde, ville det være umuligt for en celle at holde alt sit genetiske materiale i sig selv.
  • For eksempel, hvis vi lagde hele det menneskelige genom og viklede det ud af histonproteinerne, ville det strække sig 6 fod, når det blev lagt ende mod ende.
  • Det er afgørende for DNA at være intakt og spredt ensartet gennem celler under celledeling.
  • I langt de fleste celledelinger, kromosomer spiller en vigtig rolle rolle i at sikre, at DNA kopieres og distribueres korrekt.
  • Hver eukaryot organisme har et bestemt antal kromosomer, der bestemmer dens egenskaber, udvikling og liv.
  •  Under aseksuel reproduktion indeholder alle organismens celler, inklusive dens kønsceller, det samme antal kromosomer.
  • Somatiske celler i kroppen er generelt diploide (2n), dvs. de har et sæt af parrede kromosomer. På den anden side er celler som gameter, hvad vi kalder haploide (n), da de indeholder halvdelen af ​​kromosomparrene. Gameter produceres normalt af meiose.
  •  Meiose producerer haploide celler eller kønsceller, indeholdende ét kromosom af et par. Når de to kønsceller går sammen under befrugtningen og danner en zygote, bliver cellen igen diploid med et par kromosomer.

Kromosomstruktur i bakterieceller:

På grund af deres lille størrelse blev bakterielle kromosomer fundet betydeligt senere end deres eukaryote modstykker. Desuden i modsætning til eukaryote kromosomer, går bakterielle kromosomer ikke igennem den dramatiske metafasekondensering, der gør eukaryote kromosomer så synlige.

kromosom-struktur
Forskellen mellem heterochromatin og euchromatin organisation
Billede: Wikipedia

De fleste bakterielle kromosomer (også kaldet genophores) kan variere fra blot 13,0000 basepar til mere end 14,000,000 basepar afhængigt af størrelsen og kompleksiteten af ​​prokaryoten. Kerner ses ikke i prokaryoter. I stedet er deres DNA struktureret til en nukleoidlignende struktur. Nukleoiden er en separat struktur i bakteriecellen, der optager et specifikt område.

Denne struktur er på den anden side dynamisk og vedligeholdes og omformes af en gruppe histonlignende proteiner, der forbinder med det bakterielle kromosom. DNA'et i archaeas kromosomer er meget bedre ordnet, med DNA pakket ind i strukturer, der ligner eukaryote nukleosomer.

Kromosomstruktur i planteceller:

For planter i de fleste angiosperm arter, den kromosomstruktur består af en centromer (primær indsnævring) bestående af kondenserede kromatinregioner omkranset af pericentromere områder, der er rige på heterochromatin og telomerer, der markerer enderne af kromosomerne.

 Det differentielle kondensationsmønster under prometafase/metafasestadiet kan ofte bruges til at identificere individuelle kromosomer. De fleste højere organismers DNA består af gentagne DNA-sekvenser. Forskellige grupper af gentagne elementer spredes gennem genomet på forskellige måder; de kan danne adskilte territorier, såsom NOR'er eller centromerer, eller de kan være spredt i et kromosom eller på tværs af genomet.

Kromosomstruktur i dyreceller:

Flere store lineære kromosomer er anbragt i kernen af ​​eukaryoter. Hvert kromosom har en centromer og en eller to arme, der rager ud fra den, selvom disse arme sjældent er synlige, medmindre de er i delingsfasen. Eukaryoter kan også have et mitokondrielt genom, som kan være lineært eller cirkulært, men de deltager ikke i arv.

Blandt alle eukaryote kromosomer er de hos pattedyr, mere specifikt hos mennesker, de fleste i antal og også de mest komplekse. Autosomer (kromosomer i kroppen) og allosomer (kønskromosomer) er de to slags kromosomer, der findes hos mennesker. Kønskromosomer videregiver nogle genetiske træk, der er forbundet med en persons køn.

Autosomerne rummer resten af ​​den relevante og nødvendige genetiske information. De opfører sig alle på samme måde under celledeling, fordi autosomerne alle er kloner af hinanden. Human celler har 46 kromosomer, herunder 22 par autosomer og et par kønskromosomer eller allosomer.

Den største forskel i den mandlige og kvindelige kromosomkonstitution er simpelthen forskellen i det sidste par kromosomer, også kaldet allosomer. Mens hunner har den kromosomale struktur af 44 autosomer + XX allosomer, er den mandlige kromosomsammensætning 44 autosomer + XY allosomer.

1024px NHGRI menneskelig mandlig karyotype
Karyogram af menneskeligt mandligt kromosom
Billede: Wikipedia

Da hunner kun har én type allosomer, har alle producerede æg de samme X-allosomer. Fosterets køn bestemmes af X eller Y kromosom findes i sæden, der befrugter ægget. Sædceller med et Y-kromosom producerer en dreng (XY), mens en med et X producerer en pige (XX).

Læs også: