Apibrėžimas - kas yra chromosomos?
Genetinė ląstelės medžiaga yra saugoma DNR (dezoksiribonukleino rūgšties) ir jos bazių (adenino, timino, guanino ir citozino) pavidalu. Visose eukariotinėse ląstelėse (gyvūnuose, augaluose, grybuose) tai yra ląstelės branduolys chromosomų pavidalu. Chromosoma susideda iš vienos, nuoseklios DNR molekulės, kuri yra sujungta su tam tikra baltymai.
Chromosomos pavadinimas yra kilęs iš graikų kalbos ir gali būti išverstas maždaug kaip „spalvotas kūnas“. Šis pavadinimas kilo iš to, kad mokslininkams labai anksti citologijos istorijoje (1888 m.) Pavyko ją nudažyti specialiais pagrindiniais dažais ir identifikuoti šviesos mikroskopu. Tačiau jie iš tikrųjų matomi tik tam tikrame ląstelių ciklo taške - mitozėje (mejozė gemalo ląstelėse), kai chromosoma yra ypač tanki (kondensuota) forma.
Kaip struktūrizuojamos chromosomos?
Jei visa ląstelės DNR dviguba spiralė, ty maždaug 3.4 x 109 bazių poros, būtų sujungtos viena su kita, rezultatas būtų ilgesnis nei vienas metras. Tačiau bendras visų sujungtų chromosomų ilgis yra tik apie 115 μm. Šis ilgio skirtumas paaiškinamas labai kompaktiška chromosomų struktūra, kai DNR kelis kartus labai specifiškai suvyniojama arba susukama spirale.
Histonai, ypatinga baltymų forma, vaidina svarbų vaidmenį šiame procese. Iš viso yra 5 skirtingi histonai: H1, H2A, H2B, H3 ir H4. Du iš keturių paskutinių histonų suformuoja cilindrinę struktūrą - oktamerą, aplink kurį dvigubai spiralė vingiuoja maždaug du kartus (= superhelix).
H1 prisitvirtina prie šios struktūros, kad ją stabilizuotų. Šis DNR, oktamerio ir H1 kompleksas vadinamas nukleosoma. Kelios iš šių nukleosomų dabar guli „perlamutrinės“ santykinai trumpais intervalais (10–60 bazinių porų) viena už kitos.
Pjūviai tarp chromosomų vadinami tarpine DNR. Atskiros nukleosomos dabar vėl kontaktuoja per H1, todėl dar labiau spiralizuojasi ir taip suspaudžiamos. Gauta grandinė savo ruožtu yra kilpose, kurias stabilizuoja rūgštinio ne histono pagrindas baltymai, taip pat žinomas kaip Hertones.
Savo ruožtu šios kilpos yra stabilizuotose spiralėse baltymai, kurio rezultatas yra paskutinis sutankinimo etapas. Tačiau šis didelis tankėjimas pasireiškia tik ląstelėms dalijantis mitozės metu. Šioje fazėje taip pat galima pamatyti būdingą chromosomų formą, kurią sudaro dvi chromatidės.
Vieta, kur jie yra prijungti, vadinama centromera. Kiekvieną metafazės chromosomą jis padalija į dvi trumpas ir dvi ilgas rankas, dar vadinamas p ir q rankomis. Jei centromeras yra maždaug chromosomos viduryje, jis vadinamas metacentrine chromosoma; jei jis yra viename iš galų, jis vadinamas akrocentrine chromosoma.
Tarpai esantys yra vadinami submetacentrinėmis chromosomomis. Šie skirtumai, kuriuos jau galima pastebėti šviesos mikroskopu, kartu su chromosomų ilgiu leidžia iš pradžių padalyti chromosomas. Telomeriai yra chromosomų galai, kuriuose yra pasikartojančių sekų (TTAGGG).
Jie neturi jokios svarbios informacijos, tačiau padeda išvengti svarbesnių DNR skyrių praradimo. Su kiekvienu ląstelių dalijimusi dėl DNR replikacijos mechanizmo prarandama dalis chromosomos. telomerai taigi veikia tam tikru būdu kaip buferis, atidėdamas momentą, kai ląstelė praranda svarbią informaciją dalydamasi.
Jei telomerai ląstelės nukritus žemiau maždaug 4,000 bazių porų ilgio, pradedama užprogramuota ląstelių mirtis (apoptozė). Tai apsaugo nuo trūkumų turinčios genetinės medžiagos plitimo organizme. Kelios ląstelės turi telomerazes, t fermentai (enzimai) kurie vėl sugeba išplėsti telomerus.
Be kamieninių ląstelių, iš kurių gaunamos visos kitos ląstelės, tai yra lytinės ląstelės ir tam tikros ląstelės imuninė sistema. Be to, telomerazės taip pat yra Vėžys ląstelių, todėl šiame kontekste kalbama apie ląstelės įamžinimą. Chromatinas yra visas ląstelės branduolio turinys, kurį galima nudažyti pagrindiniu dažymu.
Todėl šis terminas apima ne tik DNR, bet ir tam tikrus baltymus, pvz., Histonus ir hertonus (žr. Struktūrą), taip pat tam tikrus RNR fragmentus (hn- ir snRNR). Priklausomai nuo ląstelės ciklo fazės ar genetinio aktyvumo, ši medžiaga yra skirtingo tankio. Tankesnė forma vadinama heterochromatinu.
Kad būtų lengviau suprasti, tai gali būti laikoma „saugojimo forma“, ir čia vėl skiriamas konstitucinis ir fakultatyvinis heterochromatinas. Konstitucinis heterochromatinas yra tankiausia forma, esanti visose ląstelių ciklo fazėse aukščiausio kondensacijos stadijoje. Jis sudaro apie 6.5% žmogaus genomo ir daugiausia yra netoli centromerų ir chromosomų rankų galų (telomerų) mažomis proporcijomis, bet ir kitose vietose (daugiausia 1,9,16,19 ir Y chromosomos).
Be to, didžioji dalis konstitucinio heterochromatino yra šalia branduolio membranos, ty ląstelės branduolys. Taigi erdvė viduryje yra skirta aktyviesiems chromatinas, euchromatinas. Fakultatyvinis heterochromatinas yra šiek tiek mažiau tankus ir gali būti aktyvuojamas ir deaktyvuojamas pagal poreikį arba atsižvelgiant į vystymosi stadiją.
Geras pavyzdys yra antroji moterų kariotipų X chromosoma. Kadangi iš esmės ląstelės išgyvenimui pakanka vienos X chromosomos, nes galiausiai jos pakanka ir vyrams, embriono fazėje viena iš dviejų yra deaktyvuojama. deaktyvuota X chromosoma yra žinoma kaip Barro kūnas.
Tik dalijantis ląstelėmis, mitozės metu, jis visiškai kondensuojasi, pasiekdamas didžiausią tankį metafazėje. Tačiau kadangi įvairūs genai yra nuskaitomi skirtingais dažniais - juk ne visi baltymai reikalingi visada tuo pačiu kiekiu, čia taip pat išskiriamas aktyvus ir neaktyvus euchromatinas. Haploidas (gr.
haploos = pavienis) reiškia, kad visos ląstelės chromosomos yra atskirai, ty ne poromis (diploidinės), kaip paprastai būna. Tai yra natūrali visų kiaušinių ir sperma ląstelės, kuriose dvi identiškos chromatidės kol kas nėra atskiriamos per pirmąjį brandinimo procesą mejozė, bet pirmiausia atskiriamos visos chromosomų poros. Todėl po pirmojo pasidalijimo žmonėse dukterinėse ląstelėse vietoj įprastų 23 chromosomų yra tik 46, o tai atitinka pusę haploidinio chromosomų rinkinio.
Tačiau kadangi šios dukterinės ląstelės vis dar turi identišką kiekvienos chromosomos, susidedančios iš 2 chromosomų, kopiją, reikalingas antrasis dalijimasis, kuriame abi chromatidės yra atskirtos viena nuo kitos. Politeno chromosoma yra chromosoma, susidedanti iš daugelio genetiškai identiškų chromatidų. Kadangi tokias chromosomas jau galima lengvai atpažinti esant mažam padidinimui, jos kartais vadinamos milžiniškomis chromosomomis. Būtina sąlyga yra endoreplikacija, kai chromosomos dauginamos daug kartų ląstelės branduolys nevykstant ląstelių dalijimuisi.
