Odkrivanje kromosomov, vrste, funkcija, struktura

The Kromosomi So strukture, sestavljene iz neprekinjene molekule DNK in pripadajočih beljakovin. So v notranjosti jedra evkariontskih celic in vsebujejo večino svojega genetskega materiala. Te strukture bolj jasno opazimo med delitvijo celic.

Evkariontske kromosome so bili identificirani in preučeni prvič ob koncu 18. stoletja. Trenutno je beseda "kromosom" splošno znan izraz, tudi za ljudi, ki so preučevali le najbolj elementarne vidike biologije ali genetike.

Reprezentativna shema kromosoma in informacij, ki jih vsebuje (vir: KES47 [CC do 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/3.0)] prek Wikimedia Commons)

V kromosomih so geni, od katerih mnogi kodificirajo za beljakovine, encime in informacije, potrebne za življenjsko dobo vsake celice. Vendar mnogi kromosomi izpolnjujejo čisto strukturne funkcije, kar pomeni, da omogočajo posebno razpolaganje genov v jedrskem.

Na splošno imajo vse celice posameznika enako število kromosomov. Na primer v človeku, vsaka trilijona celic, za katere je bilo ocenjeno, da je telo odrasle osebe, ima 46 kromosomov, ki so organizirani v 23 različnih vrstnikih.

Vsak od 46 kromosomov v človeku in v drugih živih organizmih ima edinstvene značilnosti; Samo tisti, ki so znani kot "homologni pari", imajo značilnosti drug od drugega, vendar ne z različnimi vrstniki; To pomeni, da so vsi kromosomi 1 podobni drug drugemu, vendar se razlikujejo od 2 in 3 in tako naprej.

Če se vsi kromosomi človeške celice linearno razporedijo, bi tvorili verigo več ali manj 2 metrov dolžine, zato je ena glavnih funkcij kromosomov kompaktna genetska materiala, tako da se "prilega" v jedro, ki hkrati omogoča dostop do transkripcijskih in podvajalnih strojev.

Kljub ogromnim razlikam med bakterijskimi genomi in evkariontskimi organizmi, genetskim materialom prokariotov (pa tudi pri nekaterih notranjih organelih evkariotov) se imenuje tudi kromosom in je sestavljen iz krožne molekule.

[TOC]

Odkritje

V času, ko je Mendel določil načela dedovanja, nisem imel pojma o obstoju kromosomov. Vendar je ugotovil, da so dedni elementi prenašali dvojnik skozi posebne delce, zelo napreden pojem za svoj čas.

Dva znanstvenika iz 18. stoletja, botanik K. Nageli in zoolog in. Beneden, ki se je posvetil opazovanju in preučevanju celic rastlin in živali med dogodki celične delitve; To so bile prve, ki so opisale strukture, oblikovane kot "majhne palice" znotraj osrednjega prostora, znanega kot jedro.

Oba znanstvenika sta podrobno opisala, da se je med celično delitvijo "značilne" celice oblikovalo novo jedro, v katerem se je pojavil nov sklop "majhnih palic", podobno tistemu v celici sprva.

Ta postopek delitve je nemški znanstvenik pozneje opisal več natančnosti. Flemming leta 1879, ki je z uporabo barvil med opazovanjem uspel barvati "majhne palice", da bi jih bolje predstavil.

T. H. Morgan je dokazal, da je fenotip. Morgan je predložil fizične dokaze, ki so združili "Mendelijsko revolucijo".

Izraza kromosom in kromatin

Flemming je dokumentiral vedenje "palic" med vmesnikom in citokinezo (delitev celic). Leta 1882 je objavil preiskavo, ko je prvi skoval izraz "kromatin" za snov, ki je bila barvana v jedru, ko celica ni bila v delitvi.

Vam lahko služi: mitohondrijska DNK

Opazil je tudi, da se je med delitvijo celic število "palic" (kromosomov) v jedru podvojilo. Eden od dvojnih kromosomov je bil nameščen znotraj vsakega jedra nastalih celic, zato je bilo kromosomsko dopolnilo med miitozo enako.

Fotografija človeškega kariotipa (Vir: Plociam ~ Commonswik, prek Wikimedia Commons)

W. Waldeyer je po Flemmingovih delih vzpostavil izraz "kromosom" (iz grškega "telesa, ki je obarvano"), da bi opisal isto snov, ki je bila urejena v času delitve celic.

S časom so se pri preučevanju genetskega materiala poglobili različni raziskovalci, tako da se je pomen izrazov "kromosom" in "kromatina" nekoliko spremenil. Danes je kromosom diskretna enota genetskega materiala in kromatin je mešanica DNK in beljakovin, ki ga sestavljajo.

Vrste kromosomov in njihove značilnosti

In.B. Wilson, v drugi izdaji knjige Celica (Celica) vzpostavila prvo klasifikacijo kromosomov, ki temelji na lokaciji centromera, značilnosti, ki vpliva na zvezo mitotskih vretenskih kromosomov med celično delitvijo.

Obstajajo vsaj trije različni načini za razvrščanje kromosomov, saj obstajajo različni kromosomi in pri posameznikih istih vrst obstajajo kromosomi z različnimi strukturami in funkcijami. Najpogostejše klasifikacije so:

Glede na celico

Genetski material znotraj bakterij opazimo kot gosto in urejeno maso na krožen način, v evkariontskih organizmih. Odvisno od celice lahko kromosome razvrstimo v dve veliki skupini:

- The Prokariotski kromosomi: Vsak prokariotski organizem ima en kromosom, sestavljen iz kovalentno zaprte (krožne) molekule DNK, brez histonskih beljakovin in se nahaja v območju celice, znane kot nukleoid.

- The evkariontski kromosomi: V Eukarioti je lahko za vsako celico dva ali več kromosomov, ti so v jedru in so bolj zapletene strukture kot bakterijski kromosom. DNK, ki jih tvori, je zelo pakiran zaradi svoje povezanosti z beljakovinami, imenovanimi "histoni".

Glede na lokacijo Centromere

Centromere je del kromosomov, ki vsebuje kombinacijo beljakovin in precej zapletene DNK in ima primarno funkcijo med celično delitvijo, saj je odgovoren za "zagotavljanje", da se pojavi proces segregacije kromosomov.

Glede na strukturno lokacijo tega "kompleksa" (Centromere) so nekateri znanstveniki kromosome razvrstili v 4 kategorije, in sicer:

- Metacentrični kromosomi: To so tisti, katerih centromere je v središču, to je, kjer centromere loči kromosomsko strukturo v dveh delih enake dolžine.

- Submacentrični kromosomi: Kromosomi, kjer je centromere preusmerjen iz "središča", prispevajo k videzu "asimetrije" dolžine med obema deloma, ki ju ločuje.

- Akrocentrični kromosomi: V akrocentričnih kromosomih je "odstopanje" centromera znatno označeno, kar proizvaja dva kromosomska odseka zelo različnih velikosti, zelo dolga in resnično kratka.

- Telocentrični kromosomi: Tisti kromosomi, katerih centromere se nahaja na koncih konstrukcije (telomeri).

Vam lahko služi: kako pomembne so mutacije za živa bitja?

Glede na funkcijo

Organizmi, ki imajo spolno razmnoževanje in imajo ločene spole, imajo dve vrsti kromosomov, ki sta po njihovi funkciji razvrščena v spolnih kromosomih in avtosomnih kromosomih.

Kromosomi Avtosomalno (ali avtosomi) sodelujejo pri nadzoru dedovanja vseh značilnosti živega bitja, razen določitve spola. Ljudje imajo na primer 22 parov avtosomskih kromosomov.

Kromosomi spolno, Kot že ime pove, izpolnjujejo osnovno funkcijo pri določanju spola posameznikov, saj nosijo potrebne informacije za razvoj številnih spolnih značilnosti samic in samcev, ki omogočajo obstoj spolne reprodukcije.

Delovanje

Glavna funkcija kromosomov, poleg gostovanja genetskega materiala celice, ki jo stisne, tako da jo je mogoče shraniti, prevažati in "brati" znotraj jedra, je zagotoviti porazdelitev genetskega materiala med celicami, ki izhajajo iz A delitev.

Ker? Ker ko se kromosomi ločijo med celično delitvijo, stroji za razmnoževanje zvesto "kopirajo" informacije, ki jih vsebuje vsak pramen DNK, tako da imajo nove celice enake informacije kot celica, ki jih je povzročila.

Poleg tega povezava DNK z beljakovinami, ki so del kromatina telefon.

Kromosomi so bistveno statični ali "inertni" molekul, v resnici je ravno obratno, histonski proteini, ki so tisti, ki sodelujejo s priključitvijo vsake molekule DNK v kromosomu Glej s transkripcijo ali utišanjem določenih delov genoma.

Tako kromosomska struktura ne deluje samo v organizaciji DNK znotraj jedra, ampak tudi določa, kateri geni so "branje" in kateri ne, neposredno vplivajo na značilnosti posameznikov, ki ga nosijo.

Struktura (deli)

Strukturo kromosoma je mogoče analizirati z "mikroskopskega" (molekularnega) stališča in z "makroskopskega" stališča (citološko) (citološko).

- Molekularna struktura evkariontskega kromosoma

Tipičen evkariontski kromosom je sestavljen iz linearne molekule DNK z dvojnim pasom, ki ima lahko sto milijonov parov dolžine. Ta DNK je zelo organiziran na različnih ravneh, kar omogoča njegovo stiskanje.

Nukleozomi

DNK vsakega kromosoma je sprva stisnjen z njegovim "valjanjem" okoli histonskega beljakovinskega oktamera (H2A, H2B, H3 in H4), ki tvori tisto, kar je znano kot a Nukleosom, ki ima premer 11 nanometrov.

Povezava med histonskimi beljakovinami in DNK je mogoča zaradi elektrostatične interakcije, saj ima DNK negativno obremenitev, histoni.

Nukleosom se povezuje z drugim prek Unije, ki jo tvori pramen DNK in histonski protein, H1. Nastala struktura tega zbijanja je videti podobna računskemu ovratniku in zmanjša dolžino pramena DNK približno 7 -krat.

30 nm vlakna

DNK je še bolj kompakten, ko se kromatin (histonas) v obliki nukleozomov valja na sebi, ki tvori vlakno s premerom približno 30 nm, kar kompaktno DNK nižje še 7 -krat 7 -krat,

Vam lahko služi: genetska spremenljivost

Jedrska matrica

30 nm vlakna je povezana z nitastimi beljakovinami jedrske matrice (listi), ki imajo notranjo površino notranje jedrske membrane. Ta povezava omogoča progresivno zbiranje vlaken, saj se tvorijo nekatere "domene zanke", ki zasidrajo matrico, organizirajo kromosome v določenih regijah znotraj jedra.

Pomembno je opozoriti, da raven stiskanja kromosomov ni pravična v celotni strukturi. Obstajajo kraji, ki so hiper stisnjeni, ki so znani kot heterokromatin in so na splošno genetsko gledano.

Najbolj ohlapna ali sproščena mesta konstrukcije, tista, do katerih lahko replikacija ali transkripcijski stroji dostopajo z relativno lahkoto, so znana kot evkromatska mesta, ki so območja transkripcijsko aktivnega genoma.

- "Makroskopska" ali citološka struktura evkariontskega kromosoma

Kadar celica ni v delitvi, se kromatin opazuje kot "ohlapni" in celo "zmedeni". Ko pa celični cikel napreduje, se ta material kondenzira ali kompaktno in omogoča vizualizacijo kromosomskih struktur, ki jih opisujejo citologi.

Struktura kromosoma: 1) kromatid; 2) centromo; 3) kratka roka (P) in 4) dolga roka (q) (vir: !Datoteka: Chromosome-Upright.Pngoriginalna različica: Magnus Manske, ta različica z pokončnim kromosomom: Uporabnik: Dietzel65 Vector: Izpeljava republike Tryphon [cc by-sa 3 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0/)] prek Wikimedia Commons)

Centromer

Med metafazo celične delitve opazimo vsak kromosom, sestavljen iz para valjastih "kromatidov", ki so med seboj povezane po zaslugi strukture, znane kot Centromere.

Centromere je zelo pomemben del kromosomov, saj je to mesto, na katerega se med divizijo pridruži mitotski vretena. Ta zveza omogoča, da se kromatidi, ki so združeni skozi centromere, ločujejo, proces, po katerem so znani kot "hčere kromosomi".

Centromere je sestavljen iz beljakovinskega in DNK kompleksa, ki ima "vozla" obliko in njeno lokacijo vzdolž strukture kromatida neposredno vpliva na morfologijo vsakega kromosoma med jedrsko delitvijo.

V specializirani regiji Centromere je tisto, kar znanstveniki poznajo kot Cinetocoro, ki je določeno mesto, kjer se mitotsko vreteno pridruži sestrskim kromatidom med celično delitvijo.

Roke

Položaj centromera poleg tega določa obstoj dveh rok: eno kratko ali majhno (p) in eno večjo (q). Glede na dejstvo, da je položaj centromerov praktično nepremagljiv, citologi med opisom vsakega kromosoma uporabljajo nomenklaturo "P" in "Q".

Telomere

To so specializirane sekvence DNK, ki "ščitijo" konce vsakega kromosoma. Njegova zaščitna funkcija je preprečiti, da bi se različni kromosomi med seboj pridružili skozi svoje cilje.

Velika pozornost je bila deležna teh regij kromosomov, saj znanstveniki menijo, da telomerne sekvence (kjer DNK tvori nekaj bolj zapletenih struktur kot dvojna vijaka) vplivajo na aktivnost okoliških genov in poleg tega pri določanju dolgoživosti a celica.

Reference

1. Bosock, c. J., & Sumner, do. T. (1978). Evkariontski kromosom (pp. 102-103). Amsterdam, nov SRB, a. M., Owen, r. D., & Edgar, r. S. (1965). Splošna genetika (št. 04; QH431, S69 1965.). San Francisco: WH Freeman.York, Oxford: Založba North-Holland.
2. Brooker, r. (2014). Načela biologije. MCGRAW-HILL visoko šolstvo.
3. Gardner, npr. J., Simmons, m. J., Snustad, str. D., & Santana Calderón,. (2000). Načela genetike.
4. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). Uvod v genetsko analizo. Macmillan.
5. Oznake, s. (2018). Znanstvenik. Pridobljeno 3. decembra 2019 z www.Znanstvenik.com/štiri-mojor-tipe-kromosome-14674.Html
6. Watson, J. D. (2004). Molekularna biologija gena. Pearson Education India.