Kromosomer oppdagelse, typer, funksjon, struktur

De Kromosomer De er strukturer sammensatt av et kontinuerlig DNA -molekyl og tilhørende proteiner. De er i det indre av kjernen av eukaryote celler og inneholder det meste av deres genetiske materiale. Disse strukturene blir observert tydeligere under celledelingen.

De eukaryote kromosomene ble identifisert og studert for første gang på slutten av 1700 -tallet. For tiden er ordet "kromosom" et kjent begrep, selv for mennesker som bare har studert de mest elementære aspektene ved biologi eller genetikk.

Representative ordning av et kromosom og informasjonen den inneholder (kilde: KES47 [CC av 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/3.0)] via Wikimedia Commons)

I kromosomer er gener, hvorav mange kodifiserer for proteiner, enzymer og informasjon som er nødvendig for livet til hver celle. Imidlertid oppfyller mange kromosomer rent strukturelle funksjoner, noe som betyr at de tillater en spesifikk disposisjon av gener i kjernefysiske.

Generelt har alle celler i et individ samme antall kromosomer. Hos mennesket, for eksempel, har hver av billioner av celler som er estimert som utgjør kroppen til en voksen 46 kromosomer, som er organisert i 23 forskjellige jevnaldrende.

Hver av de 46 kromosomene i mennesket og i de andre levende organismer har unike egenskaper; Bare de som er kjent som "homologe par", deler egenskaper fra hverandre, men ikke med forskjellige jevnaldrende; Det vil si at alle kromosomer 1 ligner hverandre, men disse er forskjellige fra 2 og 3, og så videre.

Hvis alle kromosomene til en menneskelig celle arrangerer på en lineær måte, ville de danne en kjede på mer eller mindre 2 meter i lengde, så en av hovedfunksjonene til kromosomene er å kompakte det genetiske materialet slik at "passer" i kjerne, som samtidig gir tilgang til transkripsjons- og replikasjonsmaskiner.

Til tross for de enorme forskjellene mellom bakteriegenomer og de av eukaryote organismer, det genetiske materialet til prokaryoter (så vel som for noen interne organeller av eukaryoter), kalles det også kromosom og består av et sirkulært molekyl.

[TOC]

Oppdagelse

På det tidspunktet bestemte Mendel prinsippene for arv, hadde jeg ingen anelse om eksistensen av kromosomer. Han konkluderte imidlertid med at de arvelige elementene ble overført med duplikat gjennom spesielle partikler, en veldig avansert forestilling for sin tid.

To forskere fra 1700 -tallet, botanikeren K. Nageli og zoologen og. Beneden, dedikerte seg til observasjon og studie av plante- og dyrceller under celledelingshendelser; Dette var de første som beskrev strukturer formet som "små stenger" inne i det sentrale rommet kjent som kjernen.

Begge forskere detaljerte at en ny kjerne ble dannet under celledelingen av en "typisk" celle.

Denne divisjonsprosessen ble deretter beskrevet mer presisjon av den tyske forskeren w. Flemming i 1879, som bruker fargestoffer under observasjonen, klarte å farge de "små stengene" for å visualisere dem bedre.

T. H. Morgan demonstrerte den fenotypen. Morgan ga de fysiske bevisene som konsoliderte den "Mendelian Revolution".

Begrepene kromosom og kromatin

Flemming dokumenterte oppførselen til "stenger" under grensesnitt og cytokinesis (celledeling). I 1882 publiserte han en etterforskning der han først myntet begrepet "kromatin" for stoffet som ble farget inne i kjernen da cellen ikke var i divisjon.

Kan tjene deg: mitokondriell DNA

Han hadde også observert at antallet "stenger" (kromosomer i kjernen under celledelingen ble doblet. Et av hvert par dupliserte kromosomer ble innlosjert i hver kjerne av de resulterende celler, så det kromosomale komplementet av disse under myitosen var identisk.

Fotografering av en menneskelig karyotype (kilde: Plociam ~ Commonswik, via Wikimedia Commons)

W. Waldeyer, etter Flemmings verk, etablerte begrepet "kromosom" (fra den greske "kroppen som er farget") for å beskrive det samme stoffet som ble ordnet på en ryddig måte på tidspunktet for celledeling.

Med tidenes tid ble forskjellige forskere utdypet i studiet av genetisk materiale, så betydningen av begrepene "kromosom" og "kromatin" endret seg litt. I dag er et kromosom en diskret enhet av genetisk materiale og kromatin er blandingen av DNA og proteiner som komponerer det.

Typer kromosomer og deres egenskaper

OG.B. Wilson, i den andre utgaven av boken Cellen (Cellen) etablerte den første klassifiseringen av kromosomer, som er basert på plasseringen av sentromeren, et kjennetegn som påvirker foreningen av mitotiske spindelkromosomer under celledelingen.

Det er minst tre forskjellige måter å klassifisere kromosomer på, siden det er forskjellige kromosomer og hos individer av samme art er det kromosomer med forskjellige strukturer og funksjoner. De vanligste klassifiseringene er:

I følge cellen

Det genetiske materialet inne i bakteriene blir observert som en tett og bestilt masse på en sirkulær måte, mens det i eukaryote organismer blir observert som en tett masse som virker "uorganisert" inne i kjernen. Avhengig av cellen, kan kromosomer klassifiseres i to store grupper:

- De Prokaryote kromosomer: Hver prokaryotisk organisme har et enkelt kromosom sammensatt av et kovalent lukket (sirkulært) DNA -molekyl, uten histonproteiner og lokalisert i et område av cellen kjent som nukleoid.

- De Eukaryote kromosomer: I en eukaryota kan det være to eller flere kromosomer for hver celle, disse er plassert inne i kjernen og er mer komplekse strukturer enn bakteriekromosomet. DNA som danner dem er sterkt pakket takket være dets tilknytning til proteiner kalt "histoner".

I henhold til sentromere -plasseringen

Sentromeren er en del av kromosomene som inneholder en kombinasjon av proteiner og ganske kompleks DNA og som har en primær funksjon under celledelingen, siden den er ansvarlig for å "sikre" at prosessen med segregering av kromosomene oppstår.

I henhold til den strukturelle plasseringen av denne "komplekse" (sentromeren), har noen forskere klassifisert kromosomene i 4 kategorier, nemlig:

- Metacentriske kromosomer: Dette er de hvis sentromere er i sentrum, det vil si hvor sentromeren skiller kromosomstrukturen i to deler av samme lengde.

- Subentriske kromosomer: Kromosomene der sentromeren er avledet fra "sentrum", og bidrar til utseendet til en "asymmetri" av lengde mellom de to delene som den skiller.

- Akrocentriske kromosomer: I akrosentriske kromosomer er "avviket" av sentromere betydelig markert, som produserer to kromosomale seksjoner i veldig forskjellige størrelser, en veldig lang og en virkelig kort.

- Telosentriske kromosomer: De kromosomene hvis sentromere ligger i endene av strukturen (telomerer).

Kan tjene deg: hvor viktig er mutasjoner for levende vesener?

I følge funksjonen

Organismer som har seksuell reproduksjon og som har separate kjønn har to typer kromosomer som er klassifisert, i henhold til deres funksjon, i seksuelle kromosomer og autosomale kromosomer.

Kromosomene Autosomal (eller autosomer) Delta i kontrollen av arven etter alle egenskapene til et levende vesen, med unntak av bestemmelse av sex. Mennesker har for eksempel 22 par autosomale kromosomer.

Kromosomene seksuell, Som navnet tilsier, oppfyller de en elementær funksjon for å bestemme individenes kjønn, siden de bærer den nødvendige informasjonen for utvikling av mange av de seksuelle egenskapene til kvinner og menn som tillater eksistensen av seksuell reproduksjon.

Funksjon

Hovedfunksjonen til kromosomer, i tillegg til å være vertskap inndeling.

Fordi? For når kromosomene er atskilt under celledelingen, "kopierer replikasjonsmaskineriet trofast" informasjonen i hver DNA -streng, slik at de nye cellene har samme informasjon som cellen som ga opphav til dem.

I tillegg tillater assosiasjonen av DNA med proteiner som er en del av kromatinet samtidig definisjonen av et spesifikt "territorium" for hvert kromosom, noe som har stor betydning fra synspunktet om uttrykk for gener og identitetscelle Telefon.

Kromosomene er betydelig av å være statiske eller "inerte" molekyler, i virkeligheten er det helt motsatt Se med transkripsjon eller lyddemping av spesifikke deler av genomet.

Dermed fungerer den kromosomale strukturen ikke bare i organisasjonen av DNA i kjernen, men bestemmer også hvilke gener som er "lest" og hvilke ikke, som direkte påvirker egenskapene til individene som bærer den.

Struktur (deler)

Strukturen til et kromosom kan analyseres fra det "mikroskopiske" (molekylære) synspunktet og fra "makroskopisk" synspunkt (cytologisk) (cytologisk).

- Molekylær struktur av et eukaryotisk kromosom

Et typisk eukaryotisk kromosom består av et DNA -molekyl med dobbeltbånd som kan ha hundrevis av millioner par av lengdebaser. Dette DNA er veldig organisert på forskjellige nivåer, noe som tillater komprimering.

Nukleosomene

DNAet til hvert kromosom blir opprinnelig komprimert av dets "rullende" rundt en histonproteinoktamer (H2A, H2B, H3 og H4), og danner det som er kjent som en Nukleosom, som har 11 nanometer i diameter.

Forbindelsen mellom histonproteiner og DNA er mulig takket være elektrostatisk interaksjon, ettersom DNA har negativ belastning og histoner er basiske proteiner, rik på aminosyreavfall med positiv belastning.

Et nukleosom kobles til en annen gjennom et unionsregion dannet av DNA -strengen og et histonprotein, H1. Den resulterende strukturen til denne komprimeringen ser ut som en kontaprage og reduserer lengden på DNA -strengen omtrent 7 ganger.

30 nm fiber

DNAet er enda mer kompakt når kromatin (histonas) i form av nukleosomer rulles på seg selv, og danner en fiber på omtrent 30 nm i diameter, noe som komprimerer DNA -strengen ytterligere 7 ganger 7 ganger,

Kan tjene deg: genetisk variabilitet

Atommatrisen

30 nm fiberen er på sin side på sin side med de filamentøse proteinene i kjernematrisen (arkene), som har den indre overflaten til den indre nukleære membranen. Denne assosiasjonen tillater den progressive komprimeringen av fiberen, siden noen "sløyfedomener" som forankrer matrisen er dannet, og organiserer kromosomene i definerte regioner inne i kjernen.

Det er viktig å merke seg at nivået av komprimering av kromosomer ikke er rettferdig gjennom hele strukturen. Det er steder som er hyperkomprimerte, som er kjent som heterokromatin og som generelt er genetisk sett.

De mest slappe eller avslappede stedene i strukturen, de som replikerings- eller transkripsjonsmaskineriet med relativt har fått relativt, er kjent som eukromatiske steder, og er regioner av det transkripsjonelt aktive genomet.

- "Makroskopisk" eller cytologisk struktur av et eukaryotisk kromosom

Når cellen ikke er i divisjon, blir kromatin observert som "slapp" og til og med "rotete". Imidlertid, når cellesyklusen skrider frem, kondenserer eller komprimerer dette materialet og tillater visualisering av kromosomstrukturer som er beskrevet av cytologer.

Struktur av et kromosom: 1) kromatid; 2) sentromo; 3) Kort arm (P) og 4) Lang arm (Q) (Kilde: !Fil: kromosom-oppreist.Pngoriginal versjon: Magnus Manske, denne versjonen med oppreist kromosom: Bruker: Dietzel65 Vector: DEENT.0 (http: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/)] via Wikimedia Commons)

Sentromeren

Under metafasen av celledelingen observeres hvert kromosom som sammensatt av et par sylindriske "kromatider" som er knyttet til hverandre takket være en struktur kjent som sentromere.

Centromere er en veldig viktig del av kromosomene, siden det er stedet som den mitotiske spindelen er sammen med under divisjonen. Denne foreningen tillater kromatidene som er forent gjennom sentromere å skilles, prosess hvoretter de er kjent som "døtre kromosomer".

Sentromeren består av et protein- og DNA -kompleks som har en "knute" form og dets beliggenhet langs strukturen til en kromatid direkte påvirker morfologien til hvert kromosom under kjernefysisk avdeling.

I en spesialisert region av sentromeren er det forskere kjenner som Cinetocoro, som er det aktuelle stedet der den mitotiske spindelen blir med for å skille søsterkromatider under celledelingen.

Armene

Posisjonen til sentromere bestemmer i tillegg eksistensen av to armer: en kort eller liten (p) og en større (q). Med tanke på at sentromererens plassering er praktisk talt ufravikelig, bruker cytologene nomenklaturen "P" og "Q" under beskrivelsen av hvert kromosom.

Telomerer

Dette er spesialiserte DNA -sekvenser som "beskytter" endene på hvert kromosom. Beskyttelsesfunksjonen er å forhindre at forskjellige kromosomer sammenføyer hverandre gjennom endene.

Stor oppmerksomhet har mottatt disse regionene av kromosomer, som forskere vurderer at de telomere sekvensene (der DNA danner noen mer komplekse strukturer enn en dobbel helix) påvirker aktiviteten til de omkringliggende genene og i tillegg i bestemmelsen av levetiden til en en celle.

Referanser

1. Bosock, c. J., & Sumner, til. T. (1978). Det eukaryote kromosomet (pp. 102-103). Amsterdam, ny SRB, a. M., Owen, r. D., & Edgar, r. S. (1965). Generell genetikk (nei. 04; QH431, S69 1965.). San Francisco: WH Freeman.York, Oxford: North-Holland Publishing Company.
2. Brooker, r. (2014). Prinsipper for biologi. McGraw-Hill Higher Education.
3. Gardner, e. J., Simmons, m. J., Snustad, p. D., & Santana Calderón, til. (2000). Prinsipper for genetikk.
4. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). En introduksjon til genetisk analyse. Macmillan.
5. Markeringer, s. (2018). Scienting. Hentet 3. desember 2019, fra www.Scienting.com/fire-mojor-typer-kromosomer-14674.Html
6. Watson, J. D. (2004). Molekylærbiologi av genet. Pearson Education India.