Penemuan kromosom, jenis, fungsi, struktur

The Kromosom Mereka adalah struktur yang terdiri daripada molekul DNA yang berterusan dan protein yang berkaitan. Mereka berada di bahagian dalam nukleus sel eukariotik dan mengandungi sebahagian besar bahan genetik mereka. Struktur ini diperhatikan dengan lebih jelas semasa pembahagian sel.

Kromosom eukariotik dikenal pasti dan dikaji buat kali pertama pada akhir abad ke -18. Pada masa ini, perkataan "kromosom" adalah istilah yang diketahui secara meluas, walaupun untuk orang yang hanya mempelajari aspek biologi atau genetik yang paling rendah.

Skim wakil kromosom dan maklumat yang mengandungi (sumber: KES47 [CC oleh 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/oleh/3.0)] melalui Wikimedia Commons)

Dalam kromosom adalah gen, yang banyak dikodkan untuk protein, enzim dan maklumat yang diperlukan untuk kehidupan setiap sel. Walau bagaimanapun, banyak kromosom memenuhi fungsi struktur semata -mata, yang bermaksud bahawa mereka membenarkan pelupusan gen tertentu dalam nuklear.

Umumnya, semua sel individu mempunyai bilangan kromosom yang sama. Di dalam manusia, sebagai contoh, masing -masing trilion sel yang telah dianggarkan bahawa membentuk badan orang dewasa mempunyai 46 kromosom, yang dianjurkan dalam 23 rakan sebaya yang berbeza.

Setiap 46 kromosom dalam manusia dan dalam organisma hidup yang lain mempunyai ciri -ciri yang unik; Hanya mereka yang dikenali sebagai ciri -ciri saham "pasangan homolog" antara satu sama lain, tetapi tidak dengan rakan sebaya yang berbeza; Iaitu, semua kromosom 1 sama antara satu sama lain, tetapi ini berbeza dari 2 dan 3, dan sebagainya.

Jika semua kromosom sel manusia mengatur dengan cara yang linear, mereka akan membentuk rantai panjang lebih kurang 2 meter, jadi salah satu fungsi utama kromosom adalah untuk memadatkan bahan genetik supaya "sesuai" di dalam nukleus, yang membolehkan pada masa yang sama mengakses jentera transkrip dan replikasi.

Walaupun perbezaan besar antara genom bakteria dan organisma eukariotik, bahan genetik prokariot (serta beberapa organel dalaman eukariota), ia juga dipanggil kromosom dan terdiri daripada molekul bulat.

[TOC]

Penemuan

Pada masa Mendel menentukan prinsip warisan, saya tidak tahu kewujudan kromosom. Walau bagaimanapun, beliau menyimpulkan bahawa unsur -unsur yang diwarisi telah dihantar melalui pendua melalui zarah -zarah khas, tanggapan yang sangat maju untuk waktunya.

Dua saintis dari abad ke -18, ahli botani k. Nageli dan ahli zoologi dan. Beneden, mendedikasikan diri mereka kepada pemerhatian dan kajian sel -sel tumbuhan dan haiwan semasa peristiwa pembahagian sel; Ini adalah yang pertama menggambarkan struktur yang dibentuk seperti "rod kecil" di dalam petak pusat yang dikenali sebagai nukleus.

Kedua -dua saintis terperinci bahawa, semasa pembahagian sel sel "tipikal", nukleus baru terbentuk, di mana satu set baru "rod kecil" muncul, sama dengan yang di dalam sel pada mulanya.

Proses pembahagian ini kemudiannya digambarkan lebih tepat oleh saintis Jerman w. Flemming pada tahun 1879, yang, menggunakan pewarna semasa pemerhatian, berjaya mewarnai "batang kecil" untuk menggambarkannya dengan lebih baik.

T. H. Morgan menunjukkan bahawa fenotip. Morgan memberikan bukti fizikal yang menyatukan "Revolusi Mendelian".

Istilah kromosom dan kromatin

Flemming mendokumenkan tingkah laku "batang" semasa antara muka dan sitokinesis (pembahagian sel). Pada tahun 1882, beliau menerbitkan siasatan di mana dia mula -mula mencipta istilah "chromatin" untuk bahan yang dicelupkan di dalam nukleus ketika sel tidak berada di bahagian.

Boleh melayani anda: DNA mitokondria

Dia juga memerhatikan bahawa semasa pembahagian sel bilangan "rod" (kromosom) dalam nukleus dua kali ganda. Salah satu daripada pasangan kromosom pendua ditempatkan di dalam setiap nukleus sel yang dihasilkan, jadi pelengkap kromosom ini semasa myitosis adalah sama.

Fotografi karyotype manusia (Sumber: Plociam ~ Commonswik, melalui Wikimedia Commons)

W. Waldeyer, berikutan karya Flemming, menubuhkan istilah "kromosom" (dari badan Yunani "yang berwarna") untuk menggambarkan bahan yang sama yang diatur secara teratur pada masa pembahagian sel.

Dengan peredaran masa, penyelidik yang berbeza semakin mendalam dalam kajian bahan genetik, jadi makna istilah "kromosom" dan "chromatin" berubah sedikit. Hari ini kromosom adalah unit bijak bahan genetik dan kromatin adalah campuran DNA dan protein yang mengarangnya.

Jenis kromosom dan ciri -ciri mereka

Dan.B. Wilson, dalam edisi kedua buku Sel (Sel) menubuhkan klasifikasi kromosom pertama, yang berdasarkan lokasi centromere, ciri yang mempengaruhi kesatuan kromosom spindle mitosis semasa pembahagian sel.

Terdapat sekurang -kurangnya tiga cara yang berbeza untuk mengklasifikasikan kromosom, kerana terdapat kromosom yang berbeza dan pada individu spesies yang sama terdapat kromosom dengan struktur dan fungsi yang berbeza. Klasifikasi yang paling biasa adalah:

Menurut sel

Bahan genetik di dalam bakteria diperhatikan sebagai jisim padat dan diperintahkan dengan cara yang bulat, sementara dalam organisma eukariotik ia diperhatikan sebagai jisim padat yang nampaknya "tidak teratur" di dalam nukleus. Bergantung pada sel, kromosom boleh diklasifikasikan kepada dua kumpulan besar:

- The Kromosom prokariotik: Setiap organisma prokariotik mempunyai kromosom tunggal yang terdiri daripada molekul DNA yang tertutup kovalen (bulat), tanpa protein histon dan terletak di rantau sel yang dikenali sebagai nukleoid.

- The Kromosom eukariotik: Di Eukaryota mungkin terdapat dua atau lebih kromosom untuk setiap sel, ini terletak di dalam nukleus dan struktur yang lebih kompleks daripada kromosom bakteria. DNA yang membentuk mereka sangat dibungkus terima kasih kepada persatuan dengan protein yang disebut "Histones".

Menurut lokasi centromere

Centromere adalah sebahagian daripada kromosom yang mengandungi gabungan protein dan DNA yang agak kompleks dan mempunyai fungsi utama semasa pembahagian sel, kerana ia bertanggungjawab untuk "memastikan" bahawa proses pemisahan kromosom berlaku.

Menurut lokasi struktur "kompleks" ini (centromere), beberapa saintis telah mengklasifikasikan kromosom dalam 4 kategori, iaitu:

- Kromosom Metacentric: Ini adalah mereka yang centromere berada di tengah, iaitu, di mana centromere memisahkan struktur kromosom dalam dua bahagian panjang yang sama.

- Kromosoma Subitacric: Kromosom di mana centromere dialihkan dari "pusat", menyumbang kepada kemunculan "asimetri" panjang antara kedua -dua bahagian yang dipisahkan.

- Kromosom Acrocentric: Dalam kromosom acrocentric, "sisihan" centromere adalah ketara, yang menghasilkan dua bahagian kromosom yang sangat berbeza, sangat panjang dan benar -benar pendek.

- Kromosom telosentrik: Kromosom yang centromere terletak di hujung struktur (telomeres).

Boleh melayani anda: betapa pentingnya mutasi untuk makhluk hidup?

Menurut fungsi

Organisma yang mempunyai pembiakan seksual dan mempunyai jantina yang berasingan mempunyai dua jenis kromosom yang diklasifikasikan, mengikut fungsi mereka, dalam kromosom seksual dan kromosom autosom.

Kromosom Autosomal (atau autosomas) mengambil bahagian dalam mengawal warisan semua ciri -ciri makhluk hidup, kecuali penentuan seks. Manusia, sebagai contoh, mempunyai 22 pasang kromosom autosomal.

Kromosom Seksual, Seperti namanya, mereka memenuhi fungsi asas dalam menentukan jantina individu, kerana mereka membawa maklumat yang diperlukan untuk pembangunan banyak ciri seksual wanita dan lelaki yang membolehkan kewujudan pembiakan seksual.

Fungsi

Fungsi utama kromosom, selain menganjurkan bahan genetik sel, memadatkannya supaya ia dapat disimpan, diangkut dan "dibaca" di dalam nukleus, adalah untuk memastikan pengedaran bahan genetik antara sel -sel yang dihasilkan dari a Bahagian.

Kerana? Kerana apabila kromosom dipisahkan semasa pembahagian sel, jentera replikasi dengan setia "menyalin" maklumat yang terkandung dalam setiap helai DNA supaya sel -sel baru mempunyai maklumat yang sama seperti sel yang menimbulkan sel yang menimbulkannya.

Di samping itu, persatuan DNA dengan protein yang merupakan sebahagian daripada kromatin membolehkan pada masa yang sama definisi "wilayah" tertentu untuk setiap kromosom, yang sangat penting dari sudut pandangan ekspresi gen dan sel identiti telefon.

Kromosom adalah molekul statik atau "lengai", pada hakikatnya ia adalah sebaliknya, protein histon, yang merupakan yang bekerjasama dengan pemadatan setiap molekul DNA dalam kromosom, turut mengambil bahagian dalam dinamisme yang perlu Lihat dengan transkripsi atau membungkam bahagian -bahagian tertentu genom.

Oleh itu, struktur kromosom bukan sahaja berfungsi dalam organisasi DNA dalam nukleus, tetapi juga menentukan gen mana yang "dibaca" dan yang tidak, secara langsung mempengaruhi ciri -ciri individu yang membawanya.

Struktur (bahagian)

Struktur kromosom boleh dianalisis dari sudut pandangan "mikroskopik" (molekul) dan dari sudut pandangan "makroskopik" (sitologi) (sitologi).

- Struktur molekul kromosom eukariotik

Kromosom eukariotik biasa terdiri daripada molekul DNA band double linear yang boleh mempunyai beratus -ratus juta pasang pangkalan panjang. DNA ini sangat teratur pada tahap yang berbeza, yang membolehkan pemadatannya.

Nukleosom

DNA setiap kromosom pada mulanya dipadatkan oleh "rolling" nya di sekitar octamer protein histone (H2A, H2B, H3 dan H4), membentuk apa yang dikenali sebagai A Nukleosom, yang mempunyai 11 nanometer diameter.

Persatuan antara protein histon dan DNA adalah mungkin terima kasih kepada interaksi elektrostatik, kerana DNA mempunyai beban negatif dan histon adalah protein asas, kaya dengan sisa asid amino dengan beban positif.

Nukleosom menghubungkan ke yang lain melalui rantau kesatuan yang dibentuk oleh helai DNA dan protein histone, H1. Struktur yang dihasilkan dari pemadatan ini kelihatan serupa dengan kolar akaun dan mengurangkan panjang helai DNA kira -kira 7 kali.

Serat 30 nm

DNA lebih padat apabila kromatin (histonas) dalam bentuk nukleosom dilancarkan sendiri, membentuk serat kira -kira 30 nm diameter, yang memadatkan helai DNA sebanyak 7 kali 7 kali,

Boleh melayani anda: kebolehubahan genetik

Matriks nuklear

Serat 30 nm dikaitkan, seterusnya, dengan protein filamen matriks nuklear (lembaran), yang mempunyai permukaan dalaman membran nuklear dalaman. Persatuan ini membolehkan pemadatan progresif serat, kerana beberapa "domain gelung" yang menambat matriks terbentuk, menganjurkan kromosom di kawasan yang ditetapkan di dalam nukleus.

Penting untuk diperhatikan bahawa tahap pemadatan kromosom tidak adil sepanjang strukturnya. Terdapat tempat yang dipadatkan hiper, yang dikenali sebagai heterochromatin dan yang secara umumnya bercakap secara genetik.

Laman -tapak yang paling lemah atau santai struktur, yang mana jentera replikasi atau transkripsi dapat diakses dengan mudah, dikenali sebagai tapak euchromatic, yang menjadi kawasan genom aktif transkripsi.

- Struktur "makroskopik" atau sitologi kromosom eukariotik

Apabila sel tidak berada di bahagian, chromatin diperhatikan sebagai "lax" dan bahkan "berantakan". Walau bagaimanapun, apabila kitaran sel berlangsung, bahan ini memeluk atau kompak dan membolehkan visualisasi struktur kromosom yang diterangkan oleh ahli sitologi.

Struktur kromosom: 1) kromatid; 2) Centromo; 3) lengan pendek (p) dan 4) lengan panjang (q) (sumber: !Fail: Kromosom-tepat.Versi Pngoriginal: Magnus Manske, versi ini dengan kromosom tegak: Pengguna: Dietzel65 Vektor: Memperoleh Republik Tryphon [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0/)] melalui Wikimedia Commons)

Centromer

Semasa metaphase bahagian sel setiap kromosom diperhatikan sebagai terdiri daripada sepasang "kromatid" silinder yang dikaitkan dengan satu sama lain terima kasih kepada struktur yang dikenali sebagai centromere.

Centromere adalah bahagian yang sangat penting dari kromosom, kerana ia adalah tapak yang mana gelendong mitosis disertai semasa bahagian. Kesatuan ini membolehkan kromatid yang bersatu melalui centromere untuk dipisahkan, proses selepas itu mereka dikenali sebagai "kromosom anak perempuan".

Centromere terdiri daripada kompleks protein dan DNA yang mempunyai bentuk "simpulan" dan lokasinya di sepanjang struktur kromatid secara langsung mempengaruhi morfologi setiap kromosom semasa bahagian nuklear.

Di rantau centromere khusus adalah apa yang dikatakan saintis sebagai cinetocoro, yang merupakan tapak tertentu di mana gelendong mitosis bergabung untuk memisahkan kromatid kakak semasa pembahagian sel.

Lengan

Kedudukan centromere, sebagai tambahan, menentukan kewujudan dua lengan: satu pendek atau kecil (p) dan satu lebih besar (q). Memandangkan hakikat bahawa kedudukan centromeres adalah praktikal yang tidak dapat dipertahankan, ahli sitologi menggunakan tatanama "P" dan "Q" semasa perihalan setiap kromosom.

Telomeres

Ini adalah urutan DNA khusus yang "melindungi" hujung setiap kromosom. Fungsi perlindungannya adalah untuk mengelakkan kromosom yang berlainan daripada bergabung antara satu sama lain melalui hujungnya.

Perhatian yang besar telah menerima kawasan -kawasan kromosom ini, kerana para saintis menganggap bahawa urutan telomerik (di mana DNA membentuk beberapa struktur yang lebih kompleks daripada helix ganda) mempengaruhi aktiviti gen sekitar dan, sebagai tambahan, dalam penentuan panjang umur a sel.

Rujukan

1. Bosock, c. J., & Sumner, ke. T. (1978). Kromosom eukariotik (pp. 102-103). Amsterdam, SRB baru, a. M., Owen, r. D., & Edgar, r. S. (1965). Genetik Umum (Tidak. 04; QH431, S69 1965.). San Francisco: WH Freeman.York, Oxford: Syarikat Penerbitan Utara-Holland.
2. Brooker, r. (2014). Prinsip Biologi. McGraw-Hill Higher Education.
3. Gardner, e. J., Simmons, m. J., Snustad, ms. D., & Santana Calderón, ke. (2000). Prinsip Genetik.
4. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). Pengenalan kepada Analisis Genetik. Macmillan.
5. Tanda, s. (2018). Saintifik. Diperoleh pada 3 Disember 2019, dari www.Saintifik.com/empat-mojor-jenis-chromosomes-14674.Html
6. Watson, J. D. (2004). Biologi molekul gen. Pearson Education India.