Chromozómy objavovanie, typy, funkcia, štruktúra

Ten Chromozómy Sú to štruktúry zložené z kontinuálnej molekuly DNA a pridružených proteínov. Sú vo vnútri jadra eukaryotických buniek a obsahujú väčšinu ich genetického materiálu. Tieto štruktúry sú pozorované jasnejšie počas delenia buniek.

Eukaryotické chromozómy boli identifikované a študované prvýkrát na konci 18. storočia. V súčasnosti je slovo „chromozóm“ všeobecne známym pojmom, dokonca aj pre ľudí, ktorí študovali iba najzákladnejšie aspekty biológie alebo genetiky.

Reprezentatívna schéma chromozómu a informácie, ktoré obsahuje (zdroj: KES47 [CC po 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/3.0)] Via Wikimedia Commons)

V chromozómoch sú gény, z ktorých mnohé kodifikujú proteíny, enzýmy a informácie potrebné pre životnosť každej bunky. Mnoho chromozómov však plní čisto štrukturálne funkcie, čo znamená, že umožňujú špecifické dispozície génov v jadrových.

Všeobecne platí, že všetky bunky jednotlivca majú rovnaký počet chromozómov. Napríklad v ľudskej bytosti, napríklad každý z biliónov buniek, ktoré sa odhadujú, že tvoria telo dospelých, má 46 chromozómov, ktoré sú organizované u 23 rôznych rovesníkov.

Každý zo 46 chromozómov v ľudskej bytosti a v iných živých organizmoch má jedinečné vlastnosti; Iba tie, ktoré sú známe ako „homológne páry“, zdieľajú vlastnosti od seba, ale nie s rôznymi rovesníkmi; To znamená, že všetky chromozómy 1 sú navzájom podobné, ale tieto sa líšia od 2 a 3 atď.

Keby všetky chromozómy ľudskej bunky usporiadali lineárne spôsoby, vytvorili by reťaz viac alebo menej 2 metre, takže jednou z hlavných funkcií chromozómov je zhutnenie genetického materiálu tak, aby sa „hodili“ v jadro, ktoré umožňuje súčasne prístup k transkripčným a replikačným strojom.

Napriek obrovským rozdielom medzi bakteriálnymi genómami a genómami eukaryotických organizmov, genetickým materiálom prokaryotov (ako aj materiálom niektorých vnútorných organel eukaryotov) sa tiež nazýva chromozóm a pozostáva z kruhovej molekuly kruhovej molekuly.

[TOC]

Objavenie

V tom čase Mendel určil princípy dedičstva, netušil som o existencii chromozómov. Dospel však k záveru, že dedičné prvky boli prenášané duplikátom prostredníctvom špeciálnych častíc, čo je veľmi pokročilý pojem pre jeho čas.

Dvaja vedci z 18. storočia, botanik K. Nageli a zoológ a. Beneden sa venoval pozorovaniu a štúdiu buniek rastlín a zvierat počas udalostí delenia buniek; Boli to prvé, ktoré opísali štruktúry v tvare „malých prútov“ vo vnútri centrálneho priestoru známeho ako jadro.

Obaja vedci podrobne opísali, že počas bunkového delenia „typickej“ bunky sa vytvorilo nové jadro, v rámci ktorého sa objavila nová sada „malých prútov“, podobne ako v bunke.

Tento proces rozdelenia bol následne opísaný presnosťou nemeckým vedcom w. Flemming v roku 1879, ktorý pomocou farbív počas pozorovania podarilo zafarbiť „malé prúty“, aby ich lepšie vizualizovali.

Tón. H. Morgan preukázal tento fenotyp. Morgan poskytol fyzické dôkazy, že konsolidoval „Mendeliánsku revolúciu“.

Pojmy chromozóm a chromatín

Flemming zdokumentoval správanie „tyčí“ počas rozhrania a cytokinézy (delenie buniek). V roku 1882 uverejnil vyšetrovanie, v ktorom prvýkrát vytvoril výraz „chromatín“ pre látku, ktorá bola zafarbená vo vnútri jadra, keď bunka nebola v delení.

Môže vám slúžiť: mitochondriálna DNA

Tiež pozoroval, že počas delenia buniek sa počet „tyčí“ (chromozómov) v jadre zdvojnásobil. Jeden z každého páru duplikátov chromozómov bol umiestnený v každom jadre výsledných buniek, takže chromozomálny doplnok počas myitózy bol identický.

Fotografia ľudského karyotypu (Zdroj: Plociam ~ commonswik, cez Wikimedia Commons)

W. Waldeyer, po Flemmingových dielach, stanovil pojem „chromozóm“ (z gréckeho „tela, ktoré je zafarbené“), aby opísal tú istú látku, ktorá bola usporiadaná usporiadaným spôsobom v čase delenia buniek.

Po plytvaní času sa rôzni vedci prehĺbili v štúdiu genetického materiálu, takže význam pojmov „chromozóm“ a „chromatín“ sa trochu zmenil. Dnes je chromozóm diskrétna jednotka genetického materiálu a chromatín je zmes DNA a proteínov, ktoré ho tvoria.

Typy chromozómov a ich vlastnosti

A.B. Wilson, v druhom vydaní knihy Bunka (Bunka) zaviedla prvú klasifikáciu chromozómov, ktorá je založená na umiestnení centroméry, charakteristiky, ktorá ovplyvňuje spojenie mitotických chromozómov počas delenia buniek.

Existujú najmenej tri rôzne spôsoby klasifikácie chromozómov, pretože existujú rôzne chromozómy a u jedincov z toho istého druhu existujú chromozómy s rôznymi štruktúrami a funkciami. Najbežnejšie klasifikácie sú:

Podľa bunky

Genetický materiál vo vnútri baktérií sa pozoruje ako hustá a usporiadaná hmota kruhovým spôsobom, zatiaľ čo v eukaryotických organizmoch sa pozoruje ako hustá hmota, ktorá sa javí ako „dezorganizovaná“ vo vnútri jadra. V závislosti od bunky je možné chromozómy klasifikovať do dvoch veľkých skupín:

- Ten prokaryotické chromozómy: Každý prokaryotický organizmus má jediný chromozóm zložený z kovalentne uzavretej (kruhovej) molekuly DNA, bez histónových proteínov a nachádza sa v oblasti bunky známej ako nukleoid.

- Ten eukaryotické chromozómy: V eukaryote môžu existovať dva alebo viac chromozómov pre každú bunku, sú umiestnené vo vnútri jadra a sú to zložitejšie štruktúry ako bakteriálny chromozóm. DNA, ktorá ich tvorí, je vysoko zabalená vďaka svojej súvislosti s proteínmi nazývanými „históny“.

Podľa umiestnenia centromere

Centromér je časť chromozómov, ktorá obsahuje kombináciu proteínov a pomerne zložitú DNA a ktorá má primárnu funkciu počas bunkového delenia, pretože je zodpovedná za „zabezpečenie“ procesu segregácie chromozómov.

Podľa štrukturálneho umiestnenia tohto „komplexu“ (Centromere) niektorí vedci klasifikovali chromozómy do 4 kategórií, konkrétne:

- Metacentrické chromozómy: Sú to tí, ktorých centromér je v strede, to znamená, kde centromér oddeľuje chromozomálnu štruktúru v dvoch častiach rovnakej dĺžky.

- Submacentrické chromozómy: Chromozómy, v ktorých je centromere odklonená od „centra“, prispieva k vzhľadu „asymetrie“ dĺžky medzi dvoma časťami, ktoré oddeľuje.

- Acrocentrické chromozómy: V akrocentrických chromozómoch je „odchýlka“ centroméry značne označená, čo produkuje dve chromozomálne časti veľmi odlišných veľkostí, veľmi dlhá a skutočne krátka.

- Telocentrické chromozómy: Tieto chromozómy, ktorých centromér sa nachádza na koncoch štruktúry (teloméry).

Môže vám slúžiť: aké dôležité sú mutácie pre živé bytosti?

Podľa funkcie

Organizmy, ktoré majú sexuálnu reprodukciu a ktoré majú samostatné pohlavia, majú dva typy chromozómov, ktoré sú podľa ich funkcie klasifikované v sexuálnych chromozómoch a autozomálnych chromozómoch.

Chromozómy autozomálny (alebo autozómy) sa podieľa na kontrole dedičstva všetkých charakteristík živej bytosti, s výnimkou určenia sexu. Napríklad ľudia majú 22 párov autozomálnych chromozómov.

Chromozómy sexuálny, Ako už názov napovedá, plnia základnú funkciu pri určovaní pohlavia jednotlivcov, pretože nosia potrebné informácie na vývoj mnohých sexuálnych charakteristík žien a mužov, ktoré umožňujú existenciu sexuálnej reprodukcie.

Funkcia

Hlavnou funkciou chromozómov, okrem hostiteľa genetického materiálu bunky, zhutňujúcej ho tak, aby sa dal skladovať, transportovať a „čítať“ vo vnútri jadra, je zabezpečiť distribúciu genetického materiálu medzi bunkami, ktoré sú výsledkom výsledkom A rozdelenie.

Pretože? Pretože keď sú chromozómy počas delenia buniek oddelené, replikačné stroje verne „skopírujú“ informácie obsiahnuté v každom reťazci DNA tak, aby nové bunky mali rovnaké informácie ako bunka, ktorá im vznikla.

Okrem toho asociácia DNA s proteínmi, ktoré sú súčasťou chromatínu telefonovať.

Chromozómy sú značne za to, že sú statické alebo „inertné“ molekuly, v skutočnosti je to úplne naopak, histónové proteíny, ktoré sú tie, ktoré spolupracujú s zhutnením každej molekuly DNA v chromozóme, sa tiež zúčastňujú na dynamike, ktorá musí Pozri s transkripciou alebo umlčaním špecifických častí genómu.

Chromozomálna štruktúra teda funguje nielen v organizácii DNA v jadre, ale tiež určuje, ktoré gény sú „čítané“ a ktoré neovplyvňujú charakteristiky jednotlivcov, ktorí ho nosia.

Štruktúra (časti)

Štruktúra chromozómu sa môže analyzovať z „mikroskopického“ (molekulárneho) hľadiska a z „makroskopického“ hľadiska (cytologické) (cytologické).

- Molekulárna štruktúra eukaryotického chromozómu

Typický eukaryotický chromozóm pozostáva z lineárnej molekuly dvojitého pásma DNA, ktorá môže mať stovky miliónov párov dĺžkových báz. Táto DNA je veľmi organizovaná na rôznych úrovniach, čo umožňuje jej zhutnenie.

Nukleozómy

DNA každého chromozómu je spočiatku zhutnená jeho „valcovaním“ okolo oktaméru histónového proteínu (H2A, H2B, H3 a H4), čím sa tvorí to, čo je známe ako a Nukleozóm, ktorý má priemer 11 nanometrov.

Asociácia medzi histónovými proteínmi a DNA je možná vďaka elektrostatickej interakcii, pretože DNA má negatívne zaťaženie a históny sú základné proteíny bohaté na aminokyselinový odpad s pozitívnym zaťažením.

Nukleozóm sa spája s inou cez oblasť Únie vytvorenej reťazcom DNA a histónovým proteínom, H1. Výsledná štruktúra tohto zhutnenia vyzerá podobne ako golier účtu a znižuje dĺžku DNA vlákna asi 7 -krát.

30 nm vlákno

DNA je ešte kompaktnejšia, keď sa chromatín (históny) vo forme nukleozómov valí na seba a vytvára vlákno s priemerom približne 30 nm, ktorý zhutňuje prameň DNA ďalších 7 -krát 7 -krát 7 -krát 7 -krát 7 -krát 7 -krát 7 -krát 7 -krát 7 -krát 7 -krát 7 -krát 7 -krát 7 -krát 7 -krát 7 -krát 7 -krát 7 -krát 7 -krát,

Môže vám slúžiť: genetická variabilita

Jadrová matica

Vlákno 30 nm je zase spojené s vláknitými proteínmi jadrovej matrice (listy), ktoré majú vnútorný povrch vnútornej jadrovej membrány. Táto asociácia umožňuje progresívne zhutnenie vlákna, pretože sa vytvárajú niektoré „domény slučky“, ktoré ukotvujú matricu, organizujú chromozómy v definovaných oblastiach vo vnútri jadra.

Je dôležité poznamenať, že úroveň zhutňovania chromozómov nie je v celej štruktúre spravodlivá. Existujú miesta, ktoré sú hyper zhutnené, ktoré sú známe ako heterochromatín a ktoré sa všeobecne hovorí.

Najkrajšie alebo najpohodlnejšie miesta štruktúry, na ktoré má replikácia alebo transkripčný stroj s relatívnym ľahkosťou, sú známe ako euchromatické miesta, ktoré sú regiónmi transkripčne aktívneho genómu.

- „Makroskopická“ alebo cytologická štruktúra eukaryotického chromozómu

Ak bunka nie je v delení, chromatín sa pozoruje ako „lax“ a dokonca „chaotický“. Ako však bunkový cyklus postupuje, tento materiál kondenzuje alebo zhutňuje a umožňuje vizualizáciu chromozomálnych štruktúr, ktoré sú opísané cytologistom.

Štruktúra chromozómu: 1) chromatid; 2) Centromo; 3) krátke rameno (P) a 4) dlhé rameno (q) (zdroj: !Súbor: chromozóm-upright.Pngoriginálna verzia: Magnus Manske, táto verzia s vzpriameným chromozómom: User: Dietzel65 Vector: Odvodenie republiky tryphon [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0/)] Via Wikimedia Commons)

Centromér

Počas metafázy bunkového delenia je každý chromozóm pozorovaný ako zložený z páru valcových „chromatidov“, ktoré sú navzájom spojené vďaka štruktúre známemu ako Centromerere.

Centromere je veľmi dôležitou súčasťou chromozómov, pretože je to miesto, do ktorého je mitotické vreteno spojené počas divízie. Táto únia umožňuje oddelenie chromatidov, ktoré sú spojené cez centroméru, proces, po ktorom sú známe ako „dcéry chromozómy“.

Centromere pozostáva z proteínu a komplexu DNA, ktorý má tvar „uzla“ a jeho umiestnenie pozdĺž štruktúry chromatidov priamo ovplyvňuje morfológiu každého chromozómu počas jadrového delenia.

V špecializovanej oblasti Centromere je to, čo vedci vedia ako Cinetocoro, ktoré je konkrétnym miestom, kde sa mitotické vreteno pripojí k oddeleniu sesterských chromatidov počas delenia buniek.

Ruky

Poloha centroméry navyše určuje existenciu dvoch ramien: jedna krátka alebo malá (P) a jedna väčšia (q). Vzhľadom na skutočnosť, že poloha centromérov je prakticky nemenná, cytologisti používajú nomenklatúru „P“ a „Q“ počas opisu každého chromozómu.

Teloméry

Jedná sa o špecializované sekvencie DNA, ktoré „chránia“ konce každého chromozómu. Jeho ochrannou funkciou je zabrániť tomu, aby sa rôzne chromozómy navzájom spojili cez ich konce.

Veľká pozornosť venovala tieto oblasti chromozómov, pretože vedci sa domnievajú, že telomerické sekvencie (kde DNA tvorí niektoré zložitejšie štruktúry ako dvojitá špirála) ovplyvňujú aktivitu okolitých génov a navyše pri určovaní dlhovekosti A bunka.

Odkazy

1. Bosock, C. J., & Sumner,. Tón. (1978). Eukaryotický chromozóm (pp. 102-103). Amsterdam, nový SRB, a. M., Owen, r. D., & Edgar, R. Siež. (1965). Všeobecná genetika (nie. 04; QH431, S69 1965.). San Francisco: Wh Freeman.York, Oxford: North-Holland Publishing Company.
2. Brooker, r. (2014). Zásady biológie. McGraw-Hill Vysokoškolské vzdelávanie.
3. Gardner, e. J., Simmons, m. J., Snudd, p. D., & Santana Calderón,. (2000). Princípy genetiky.
4. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, D. Tón., & Miller, J. H. (2005). Úvod do genetickej analýzy. Macmillan.
5. Značky, s. (2018). Vedecký. Získané 3. decembra 2019, z www.Vedecký.com/Four-Mojor-Types-Chromosomes-14674.Html
6. Watson, J. D. (2004). Molekulárna biológia génu. Pearson Education India.