Kromosomien löytäminen, tyypit, toiminto, rakenne

Se Kromosomit Ne ovat rakenteita, jotka koostuvat jatkuvasta DNA -molekyylistä ja niihin liittyvistä proteiineista. Ne ovat eukaryoottisten solujen ytimen sisäpuolella ja sisältävät suurimman osan niiden geneettisestä materiaalista. Näitä rakenteita havaitaan selkeämmin solunjaon aikana.

Eukaryoottiset kromosomit tunnistettiin ja tutkittiin ensimmäistä kertaa 1800 -luvun lopulla. Tällä hetkellä sana "kromosomi" on laajalti tunnettu termi, jopa ihmisille, jotka ovat tutkineet vain biologian tai genetiikan alkeellisimpia näkökohtia.

Kromosomin edustava kaavio ja sen sisältämät tiedot (lähde: Kes47 [CC 3: lla.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by/3.0)] Wikimedia Commonsin kautta)

Kromosomeissa on geenejä, joista monet kodifioivat proteiineja, entsyymejä ja tietoa, joka tarvitaan kunkin solun käyttöikään. Monet kromosomit kuitenkin täyttävät puhtaasti rakenteelliset funktiot, mikä tarkoittaa, että ne sallivat geenien spesifisen asennuksen ydinaseissa.

Yleensä kaikilla yksilön soluilla on sama määrä kromosomeja. Esimerkiksi ihmisessä jokaisella biljoonaa solua, jotka on arvioitu, että aikuisen ruumiin muodostavat 46 kromosomia, jotka on järjestetty 23 eri ikäisensä kanssa.

Jokaisella ihmisen 46 kromosomista ja muissa elävissä organismeissa on ainutlaatuisia ominaisuuksia; Vain niillä, jotka tunnetaan "homologisina pareina", on ominaisuuksia toisistaan, mutta ei eri ikäisensä kanssa; Toisin sanoen kaikki kromosomit 1 ovat samanlaisia ​​kuin toistensa, mutta ne eroavat 2 ja 3 ja niin edelleen.

Jos kaikki ihmisen solun kromosomit järjestävät lineaarisella tavalla, ne muodostavat enemmän tai vähemmän 2 metrin pituisen ketjun, joten yksi kromosomien päätoiminnoista on tiivistää geneettinen materiaali siten, että "sopii" Ytimet sallii samaan aikaan transkriptionaalisten ja replikaatiokoneiden pääsyn.

Huolimatta valtavista eroista bakteerien genomien ja eukaryoottisten organismien välillä, prokaryootien geneettinen materiaali (samoin kuin joidenkin eukaryootien sisäisten organelien), sitä kutsutaan myös kromosomiksi ja koostuu pyöreästä molekyylistä.

[TOC]

Löytö

Tuolloin Mendel määritteli perintöperiaatteet, minulla ei ollut aavistustakaan kromosomien olemassaolosta. Hän kuitenkin päätteli, että perinnölliset elementit välitettiin kaksoiskappaleilla erityisten hiukkasten kautta, hänen aikansa erittäin edistynyt käsitys.

Kaksi 1800 -luvun tutkijaa, kasvitieteilijä k. Nageli ja eläintieteilijä ja. Beneden omistautui kasvien ja eläinten solujen tarkkailuun ja tutkimukseen solujen jakautumisen tapahtumien aikana; Nämä olivat ensimmäisiä, jotka kuvasivat "pieniä sauvoja" muotoiltuja rakenteita keskusosaston sisällä, joka tunnetaan nimellä Nucleus.

Molemmat tutkijat kertoivat, että "tyypillisen" solun solun jakautumisen aikana muodostettiin uusi ydin, jonka sisällä ilmestyi uusi joukko "pieniä sauvoja", samanlainen kuin solussa oleva.

Myöhemmin saksalainen tutkija W kuvasi tämän jakoprosessin tarkemmin tarkemmin sanottuna. Flemming vuonna 1879, joka käytti väriaineita havainnon aikana värjäämään "pienet sauvat" niiden visualisoimiseksi paremmin.

T. H. Morgan osoitti, että fenotyyppi. Morgan toimitti fyysiset todisteet, jotka yhdistivät "Mendelian vallankumouksen".

Termit kromosomi ja kromatiini

Flemming dokumentoi "sauvojen" käyttäytymisen rajapinnan ja sytokiinien aikana (solujen jakautuminen). Vuonna 1882 hän julkaisi tutkimuksen, jossa hän keksi ensin termin "kromatiini" ytimen sisälle värjäytetylle aineelle, kun solu ei ollut jakautumassa.

Voi palvella sinua: mitokondriaalinen DNA

Hän oli myös havainnut, että solun jakautumisen aikana "sauvojen" (kromosomien) lukumäärä ytimessä kaksinkertaistui. Yksi jokaisesta kaksoiskappaleiden parista oli sijoitettu tuloksena olevien solujen jokaiseen ytimeen, joten näiden kromosomaalinen komplementti oli identtinen.

Valokuva ihmisen karyotyypistä (lähde: Plociam ~ commonswik, Wikimedia Commonsin kautta)

W -. Flemmingin teosten jälkeen Waldeyer perusti termin "kromosomi" (kreikkalaisesta "" värjäästä ") kuvaamaan samaa ainetta, joka on järjestetty järjestyksellä solunjaon aikaan.

Ajan myötä eri tutkijat syventyivät geneettisen materiaalin tutkimuksessa, joten termien "kromosomi" ja "kromatiini" merkitys muuttui hiukan. Nykyään kromosomi on hieno geneettisen materiaalin yksikkö ja kromatiini on DNA: n ja proteiinien seos, jotka säveltävät sen.

Kromosomien tyypit ja niiden ominaisuudet

JA.B -. Wilson, kirjan toisessa painoksessa Solu (Solu;.

Kromosomien luokitteluun on ainakin kolme eri tapaa, koska samojen lajien yksilöillä on erilaisia ​​kromosomeja ja on kromosomeja, joilla on erilaisia ​​rakenteita ja toimintoja. Yleisimmät luokitukset ovat:

Solun mukaan

Bakteerien sisällä olevaa geneettistä materiaalia havaitaan tiheäksi ja järjestetyn massana pyöreällä tavalla, kun taas eukaryoottisissa organismeissa sitä havaitaan tiheäksi massana, joka näyttää "hajoamattomalta" ytimen sisällä. Solusta riippuen kromosomit voidaan luokitella kahteen suureen ryhmään:

- Se prokaryoottiset kromosomit: Jokaisessa prokaryoottisessa organismissa on yksi kromosomi, joka koostuu kovalenttisesti suljetusta (pyöreästä) DNA -molekyylistä, ilman histoniproteiineja ja joka sijaitsee solun alueella, joka tunnetaan nimellä nukleoidi.

- Se eukaryoottiset kromosomit: Eukaryotassa jokaiselle solulle voi olla kaksi tai useampia kromosomeja, ne sijaitsevat ytimen sisällä ja ovat monimutkaisempia rakenteita kuin bakteerikromosomi. Niitä muodostava DNA on erittäin pakattu sen assosiaation ansiosta "histonit" -proteiineihin.

Sentromeerin sijainnin mukaan

Centromeeri on osa kromosomeista, jotka sisältävät proteiinien ja melko monimutkaisen DNA: n yhdistelmän ja jolla on ensisijainen toiminta solun jakautumisen aikana, koska se on vastuussa "varmistamisesta", että kromosomien segregaatioprosessi tapahtuu.

Tämän ”kompleksin” rakenteellisen sijainnin mukaan jotkut tutkijat ovat luokittelineet kromosomit 4 luokkaan, nimittäin:

- Metakeskeiset kromosomit: Nämä ovat niitä, joiden sentromeeri on keskellä, toisin sanoen, missä sentromeeri erottaa kromosomirakenteen kahdessa yhtä pituisessa osassa.

- Subacentric Chromosoomat: Kromosomit, joissa sentromeeri on suunnattu "keskustasta", myötävaikuttavat "epäsymmetrian" esiintymiseen kahden osan välillä, jotka se erottuu.

- Akrokeskeiset kromosomit: Akrokeskeisissä kromosomeissa sentromeerin "poikkeama" on huomattavasti merkitty, mikä tuottaa kaksi hyvin erikokoista kromosomaalista osaa, erittäin pitkä ja todella lyhyt.

- Telokeskeiset kromosomit: Ne kromosomit, joiden sentromeeri sijaitsee rakenteen päissä (telomeerit).

Voi palvella sinua: kuinka tärkeitä mutaatioita eläville olentoille?

Toiminnon mukaan

Organismit, joilla on seksuaalista lisääntymistä ja joilla on erillisiä sukupuolia.

Kromosomit autosomaalinen (tai automaattiset) osallistuvat kaikkien elävän olennon ominaisuuksien perinnön hallintaan lukuun ottamatta sukupuolen päättämistä. Esimerkiksi ihmisillä on 22 paria autosomaalisia kromosomeja.

Kromosomit seksuaalinen, Kuten nimestä voi viitata, he suorittavat perustoiminnon yksilöiden sukupuolen määrittämisessä, koska heillä on tarvittavat tiedot monien naisten ja miesten seksuaalisten ominaisuuksien kehittämiseksi, jotka sallivat seksuaalisen lisääntymisen olemassaolon.

Funktio

Kromosomien päätehtävä, solun geneettisen materiaalin isännöinnin lisäksi, tiivistämällä sitä siten, että sitä voidaan varastoida, kuljettaa ja ”lukea” ytimen sisällä, on varmistaa geneettinen materiaali jakautuminen solujen välillä, jotka johtuvat A: sta jako.

Koska? Koska kun kromosomit on erotettu solunjaon aikana, replikaatiokoneet "kopioivat" jokaisessa DNA -juosteessa olevat tiedot uskollisesti siten, että uusilla soluilla on sama tieto kuin niihin aiheuttaneilla soluilla.

Lisäksi DNA: n assosiaatio kromatiinia osaan proteiineihin mahdollistaa samalla kunkin kromosomin tietyn "alueen" määritelmän, jolla on suuri merkitys geenien ja identiteettisolujen ilmentymisen näkökulmasta puhelin.

Kromosomit ovat huomattavasti staattisia tai ”inerttejä” molekyylejä, todellisuudessa se on päinvastoin, histoniproteiinit, jotka ovat yhteistyötä kunkin DNA -molekyylin tiivistymisen kanssa kromosomissa, osallistuvat myös dynaamisuuteen, jonka on oltava Katso genomin tiettyjen osien transkriptio tai hiljentäminen.

Siksi kromosomaalinen rakenne ei vain toimi DNA: n organisoinnissa ytimessä, vaan myös määrittää, mitkä geenit "luetaan" ja mitkä eivät vaikuta suoraan sitä kantavien yksilöiden ominaisuuksiin.

Rakenne (osat)

Kromosomin rakenne voidaan analysoida "mikroskooppisesta" (molekyylisestä) näkökulmasta ja "makroskooppisesta" näkökulmasta (sytologinen) (sytologinen).

- Eukaryoottisen kromosomin molekyylirakenne

Tyypillinen eukaryoottinen kromosomi koostuu lineaarisesta kaksinaista -DNA -molekyylistä, jolla voi olla satoja miljoonia pareja pituisia emäksiä. Tämä DNA on hyvin organisoitu eri tasoilla, mikä mahdollistaa sen tiivistymisen.

Nukleosomit

Kunkin kromosomin DNA tiivistetään alun perin sen "rullaamalla" histoniproteiinioktameerin (H2A, H2B, H3 ja H4) ympärillä, muodostaen niin kutsutun nimellä Nukleosomi, jonka halkaisija on 11 nanometriä.

Histoniproteiinien ja DNA: n välinen yhteys on mahdollista sähköstaattisen vuorovaikutuksen ansiosta, koska DNA: lla on negatiivinen kuorma ja histonit ovat emäksisiä proteiineja, runsaasti aminohappojätteitä positiivisella kuormalla.

Nukleosomi yhdistyy toiseen DNA -juosteen ja histoniproteiinin muodostaman unionin alueen kautta, H1. Tämän tiivistyksen tuloksena oleva rakenne näyttää samanlaiselta kuin tilin kaulus ja vähentää DNA -juosteen pituutta noin 7 kertaa.

30 nm kuitu

DNA on vielä kompakti, kun nukleosomien muodossa kromatiini (histonas) rullataan itsessään, muodostaen halkaisijaltaan noin 30 nm: n kuidun, joka tiivistää DNA -juosteen vielä 7 kertaa 7 kertaa,

Voi palvella sinua: geneettinen vaihtelu

Ydinmatriisi

30 nm: n kuituun liittyy puolestaan ​​ydinmatriisin (arkit) rihmeisiin proteiineihin, joilla on sisäisen ydinkalvon sisäpinta. Tämä assosiaatio mahdollistaa kuidun asteittaisen tiivistymisen, koska joitain matriisin ankkureita "silmukkadomeeneja", jotka järjestävät kromosomit määriteltyillä alueilla ytimen sisällä.

On tärkeää huomata, että kromosomien tiivistymisaste ei ole tasapuolinen koko rakenteensa ajan. On paikkoja, jotka ovat hyper tiivistettyjä, jotka tunnetaan nimellä heterokromatiini ja jotka ovat yleensä geneettisesti.

Rakenteen lakkaimmat tai rentoutuneet kohdat, joihin replikaatio- tai transkriptiokoneet pääsevät suhteellisen helposti, tunnetaan eukromaattisina kohteissa, jotka ovat transkriptionaalisesti aktiivisen genomin alueita.

- Eukaryoottisen kromosomin "makroskooppinen" tai sytologinen rakenne

Kun solua ei ole jakautunut, kromatiinia havaitaan "lax" ja jopa "sotkuinen". Solusyklin edetessä tämä materiaali kuitenkin tiivistyy tai tiivistää ja mahdollistaa sytologien kuvailemien kromosomaalisten rakenteiden visualisoinnin.

Kromosomin rakenne: 1) kromatidi; 2) Centromo; 3) Lyhyt käsi (p) ja 4) pitkä käsivarsi (q) (lähde: !Tiedosto: kromosomi-upright.PNGORIGINAL-versio: Magnus Manske, tämä versio pystysuoran kromosomin kanssa: käyttäjä: Dietzel65 Vektori: Taavara Tryphon [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0/)] Wikimedia Commonsin kautta)

Sentromeeri

Solujen jakautumisen metafaasin aikana havaitaan jokainen kromosomi, joka koostuu parista sylinterimäisiä "kromatideja", jotka on kytketty toisiinsa sentromeeriksi kutsutun rakenteen ansiosta.

Centromeeri on erittäin tärkeä osa kromosomeja, koska se on paikka, johon mitoottinen kara liittyy jaon aikana. Tämä liitto antaa kromatidien, jotka yhdistyvät sentromeerin kautta, prosessi, jonka jälkeen ne tunnetaan nimellä "tyttäret kromosomit" ".

Centromeeri koostuu proteiini- ja DNA -kompleksista, jolla on ”solmu” -muoto ja sen sijainti kromatidin rakennetta pitkin vaikuttaa suoraan kunkin kromosomin morfologiaan ydinjaon aikana.

Centromeerin erikoistuneella alueella tutkijat tietävät nimellä Cinetocoro, joka on erityinen paikka, jossa mitoottinen kara liittyy erillisiin sisarkromatideihin solujen jakautumisen aikana.

Kädet

Sentromeerin sijainti määrittää lisäksi kahden varren olemassaolon: yhden lyhyen tai pienen (p) ja yhden suuremman (q). Ottaen huomioon, että sentromeerien sijainti on käytännössä muuttumaton, sytologit käyttävät nimikkeistöä "p" ja "q" kunkin kromosomin kuvauksen aikana.

Telomeerit

Nämä ovat erikoistuneita DNA -sekvenssejä, jotka "suojaavat" kunkin kromosomin päät. Sen suojaustoiminto on estää erilaisia ​​kromosomeja liittymästä toisiinsa niiden päiden kautta.

Suuri huomio on saanut nämä kromosomialueet, kuten tutkijat katsovat, että telomeeriset sekvenssit (joissa DNA muodostaa joitain monimutkaisempia rakenteita kuin kaksinkertainen helix) vaikuttavat ympäröivien geenien aktiivisuuteen ja lisäksi A: n pitkäikäisyyden määrittämisessä solu.

Viitteet

1. Bosock, c. J -., & Sumner,. T. (1978). Eukaryoottinen kromosomi (PP. 102-103). Amsterdam, uusi SRB, a. M., Owen, r. D -d., & Edgar, R. S. (1965). Yleinen genetiikka (ei. 04; QH431, S69 1965.-A. San Francisco: WH FREEMAN.York, Oxford: North-Holland Publishing Company.
2. Brooker, r. (2014). Biologian periaatteet. McGraw-Hillin korkeakoulu.
3. Gardner, E. J -., Simmons, m. J -., Snustad, P. D -d., & Santana Calderón,. (2000). Genetiikan periaatteet.
4. Griffiths, a. J -., Wessler, S. R -., Lewontin, R. C., Gelbart, W. M., Suzuki, D. T., & Miller, J. H. (2005). Johdatus geenianalyysiin. Macmillan.
5. Merkinnät, s. (2018). Tiede. Haettu 3. joulukuuta 2019, www.Tiede.COM/Four-Mojor-tyypit-kromosomes-14674.HTML
6. Watson, J. D -d. (2004). Geenin molekyylibiologia. Pearson Education Intia.