Kromosom

Definisi - Apa itu kromosom?

Bahan genetik sel disimpan dalam bentuk DNA (asid deoksiribonukleik) dan asasnya (adenin, timin, guanin dan sitosin). Dalam semua sel eukariotik (haiwan, tumbuh-tumbuhan, kulat) terdapat di dalam inti sel dalam bentuk kromosom. Kromosom terdiri daripada molekul DNA tunggal yang koheren, yang dihubungkan dengan tertentu protein.

Nama kromosom berasal dari bahasa Yunani dan dapat diterjemahkan secara kasar sebagai "badan warna". Nama ini berasal dari fakta bahawa para saintis berjaya sangat awal dalam sejarah sitologi (1888) dalam mewarnainya dengan pewarna asas khas dan mengenal pasti di bawah mikroskop cahaya. Walau bagaimanapun, mereka hanya dapat dilihat pada titik tertentu dalam kitaran sel, mitosis (meiosis dalam sel kuman), apabila kromosom hadir dalam bentuk yang sangat padat (pekat).

Bagaimana kromosom disusun?

Sekiranya keseluruhan heliks ganda DNA sel, iaitu sekitar 3.4 x 109 pasangan asas, dihubungkan satu sama lain, hasilnya adalah panjang lebih dari satu meter. Walau bagaimanapun, panjang keseluruhan kromosom yang ditambahkan bersama-sama hanya sekitar 115 μm. Perbezaan panjang ini dijelaskan oleh struktur kromosom yang sangat padat, di mana DNA dililit atau dililit beberapa kali dengan cara yang sangat spesifik.

Histones, bentuk protein khas, memainkan peranan penting dalam proses ini. Secara keseluruhan terdapat 5 histon yang berbeza: H1, H2A, H2B, H3 dan H4. Dua dari empat histon terakhir membentuk struktur silinder, oktamer, di mana heliks berganda berliku sekitar dua kali (= superhelix).

H1 menempel pada struktur ini untuk menstabilkannya. Kompleks DNA, oktamer dan H1 ini disebut nukleosom. Beberapa nukleosom ini sekarang terletak "seperti rantai mutiara" pada selang waktu yang agak pendek (10-60 pasangan asas) satu di belakang yang lain.

Bahagian antara kromosom disebut DNA spacer. Nukleosom individu kini bersentuhan semula melalui H1, menghasilkan spiralisasi lebih jauh dan juga pemampatan. Jalur yang dihasilkan pada gilirannya adalah pada gelung yang distabilkan oleh tulang belakang bukan histon berasid protein, juga dikenali sebagai Hertones.

Gelung ini pada gilirannya terdapat dalam lingkaran yang stabil protein, yang menghasilkan tahap akhir pemadatan. Walau bagaimanapun, tahap pemadatan tinggi ini hanya berlaku semasa pembahagian sel dalam mitosis. Pada fasa ini, bentuk khas kromosom, yang terdiri dari dua kromatid, juga dapat dilihat.

Tempat di mana ini bersambung dipanggil pusat. Ia membahagikan setiap kromosom metafasa menjadi dua lengan pendek dan dua lengan panjang, juga disebut lengan p dan q. Sekiranya sentromer terletak kira-kira di tengah kromosom, ia disebut kromosom metasentrik; jika terletak di salah satu ujungnya, ia disebut kromosom akrosentrik.

Mereka di antara disebut kromosom submetasentrik. Perbezaan ini, yang sudah dapat dilihat di bawah mikroskop cahaya, bersama dengan panjang kromosom, memungkinkan pembahagian awal kromosom. Telomeres adalah hujung kromosom yang mengandungi urutan berulang (TTAGGG).

Ini tidak membawa maklumat yang relevan, tetapi berfungsi untuk mencegah kehilangan bahagian DNA yang lebih relevan. Dengan setiap pembelahan sel, sebahagian kromosom hilang kerana mekanisme replikasi DNA. The telomeres oleh itu bertindak sebagai penyangga, melambatkan saat sel kehilangan maklumat penting melalui pembahagian.

Jika telomeres sel jatuh di bawah panjang kira-kira 4,000 pasangan asas, kematian sel terprogram (apoptosis) dimulakan. Ini menghalang penyebaran bahan genetik yang cacat dalam organisma. Beberapa sel mempunyai telomerase, iaitu enzim yang mampu memanjangkan lagi telomer.

Sebagai tambahan kepada sel stem, dari mana semua sel lain berasal, ini adalah sel kuman dan sel tertentu dari sistem imun. Selanjutnya, telomerase juga terdapat di kanser sel, itulah sebabnya seseorang membicarakan pengabadian sel dalam konteks ini. Kromatin adalah keseluruhan kandungan inti sel yang dapat diwarnai dengan noda asas.

Oleh itu, istilah ini merangkumi bukan sahaja DNA tetapi juga protein tertentu, seperti histon dan herton (lihat struktur), serta serpihan RNA tertentu (hn- dan snRNA). Bergantung pada fasa dalam kitaran sel atau aktiviti genetik, bahan ini terdapat dalam kepadatan yang berbeza-beza. Bentuk yang lebih padat disebut heterokromatin.

Untuk pemahaman yang lebih mudah, oleh itu ia dapat dianggap sebagai "borang penyimpanan" dan di sini sekali lagi perbezaan dibuat antara heterokromatin konstitutif dan fakultatif. Heterokromatin konstitutif adalah bentuk terpadat, yang terdapat dalam semua fasa kitaran sel pada tahap pemeluwapan tertinggi. Ini merangkumi sekitar 6.5% genom manusia dan terletak terutamanya di dekat sentromer dan hujung lengan kromosom (telomer) dalam bahagian yang kecil tetapi juga di lokasi lain (terutamanya kromosom 1,9,16,19 dan Y).

Selanjutnya, sebahagian besar heterokromatin konstitutif terletak berhampiran membran nuklear, iaitu di pinggir inti sel. Oleh itu, ruang di tengah disediakan untuk yang aktif kromatin, euchromatin. Heterokromatin fakultatif sedikit kurang padat dan dapat diaktifkan dan dinyahaktifkan mengikut keperluan atau bergantung pada tahap perkembangannya.

Contoh yang baik adalah kromosom X kedua dalam kariotip wanita. Oleh kerana pada dasarnya satu kromosom X cukup untuk kelangsungan hidup sel, kerana pada akhirnya juga cukup pada lelaki, salah satu dari keduanya dinonaktifkan dalam fasa embrio. kromosom X yang dinyahaktifkan dikenali sebagai badan Barr.

Hanya semasa pembelahan sel, semasa mitosis, ia mengembun sepenuhnya, mencapai ketumpatan tertinggi dalam metafasa. Walau bagaimanapun, kerana pelbagai gen dibaca pada frekuensi yang berbeza - bagaimanapun, tidak setiap protein diperlukan dalam kuantiti yang sama setiap masa - perbezaan juga dibuat di sini antara euchromatin aktif dan tidak aktif. Haploid (gr.

haploos = tunggal) bermaksud bahawa semua kromosom sel terdapat secara individu, iaitu tidak berpasangan (diploid) seperti biasanya. Ini adalah keadaan semula jadi semua telur dan sperma sel di mana dua kromatid serupa tidak dipisahkan buat sementara waktu semasa pembahagian pematangan pertama dari meiosis, tetapi lebih tepatnya semua pasangan kromosom dipisahkan terlebih dahulu. Akibatnya, setelah pembelahan pertama pada manusia, sel anak perempuan hanya memiliki 23 daripada 46 kromosom biasa, yang sepadan dengan separuh dari kromosom haploid.

Namun, kerana sel-sel anak ini masih memiliki salinan yang sama dari setiap kromosom yang terdiri dari 2 kromosom, pembagian kedua diperlukan, di mana kedua kromatid dipisahkan satu sama lain. Kromosom polena adalah kromosom yang terdiri daripada banyak kromatid genetik yang serupa. Oleh kerana kromosom seperti itu sudah mudah dikenali pada pembesaran rendah, kadangkala disebut kromosom gergasi. Prasyarat untuk ini adalah endoreplikasi, di mana kromosom dikalikan beberapa kali di dalamnya inti sel tanpa pembahagian sel berlaku.