Kromosomer Upptäckt, typer, funktion, struktur

De Kromosomer De är strukturer som består av en kontinuerlig DNA -molekyl och tillhörande proteiner. De är i det inre av kärnan i eukaryota celler och innehåller det mesta av deras genetiska material. Dessa strukturer observeras tydligare under celldelningen.

De eukaryota kromosomerna identifierades och studerades för första gången i slutet av 1700 -talet. För närvarande är ordet "kromosom" en allmänt känd term, även för människor som bara har studerat de mest elementära aspekterna av biologi eller genetik.

Representativt schema för en kromosom och den information som den innehåller (källa: KES47 [CC av 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/3.0)] via Wikimedia Commons)

I kromosomer finns gener, av vilka många kodifierar för proteiner, enzymer och information som krävs för varje cells livslängd. Många kromosomer uppfyller emellertid rent strukturella funktioner, vilket innebär att de tillåter en specifik disposition av gener i kärnkraft.

Generellt sett har alla celler hos en individ samma antal kromosomer. Hos människan, till exempel, var och en av de biljoner celler som har uppskattats som utgör kroppen av en vuxen 46 kromosomer, som är organiserade i 23 olika kamrater.

Var och en av de 46 kromosomerna i människan och i de andra levande organismerna har unika egenskaper; Endast de som kallas "homologa par" delar egenskaper från varandra, men inte med olika kamrater; Det vill säga alla kromosomer 1 liknar varandra, men dessa skiljer sig från 2 och 3, och så vidare.

Om alla kromosomer från en humancell ordnar på ett linjärt sätt, skulle de bilda en kedja med mer eller mindre 2 meter i längd, så en av kromosomernas huvudfunktioner är att komprimera det genetiska materialet så att "passar" i kärna, vilket tillåter samtidigt tillgång till transkriptionella och replikationsmaskiner.

Trots de enorma skillnaderna mellan bakteriegenom och de hos eukaryota organismer, det genetiska materialet hos prokaryoter (liksom det för vissa inre organeller av eukaryoter), kallas det också kromosom och består av en cirkulär molekyl.

[TOC]

Upptäckt

Vid den tidpunkten bestämde Mendel principerna för arv hade jag ingen aning om förekomsten av kromosomer. Han drog emellertid slutsatsen att de ärftliga elementen överfördes genom duplikat genom speciella partiklar, en mycket avancerad uppfattning för hans tid.

Två forskare från 1700 -talet, botanisten K. Nageli och zoolog och. Beneden ägnade sig åt observation och studie av växt- och djurceller under celldelningshändelser; Dessa var de första som beskriver strukturer formade som "små stavar" inuti det centrala facket känt som kärnan.

Båda forskarna detaljerade att under celldelningen i en "typisk" cell bildades en ny kärna, inom vilken en ny uppsättning "små stavar" dök upp, liknande den i cellen initialt.

Denna uppdelningsprocess beskrevs därefter mer precision av den tyska forskaren W. Flemming 1879, som använde färgämnen under observationen lyckades färga de "små stavarna" för att visualisera dem bättre.

T. H. Morgan demonstrerade den fenotypen. Morgan tillhandahöll de fysiska bevisen som konsoliderade "Mendelian Revolution".

Termerna kromosom och kromatin

Flemming dokumenterade beteendet hos "stavar" under gränssnittet och cytokinesis (celldelning). 1882 publicerade han en utredning där han först myntade termen "kromatin" för ämnet som färgades i kärnan när cellen inte var i uppdelning.

Kan tjäna dig: mitokondriell DNA

Han hade också observerat att antalet "stavar" (kromosomer) under celldelningen) fördubblades under celldelningen i kärnan i kärnan. Ett av varje par duplicerade kromosomer hölls i varje kärna i de resulterande cellerna, så det kromosomala komplementet av dessa under myitosen var identisk.

Fotografi av en mänsklig karyotyp (källa: Plociam ~ Commonswik, via Wikimedia Commons)

W. Waldeyer, efter Flemmings verk, etablerade termen "kromosom" (från den grekiska "kroppen som är färgad") för att beskriva samma substans som arrangerades på ett ordnat sätt vid celldelningen.

Med tidens gång fördjupades olika forskare i studien av genetiskt material, så betydelsen av termerna "kromosom" och "kromatin" förändrades lite. Idag är en kromosom en diskret enhet av genetiskt material och kromatin är blandningen av DNA och proteiner som komponerar det.

Typer av kromosomer och deras egenskaper

OCH.B. Wilson, i den andra upplagan av boken Cellen (Cellen) etablerade den första klassificeringen av kromosomer, som är baserad på platsen för centromeren, en egenskap som påverkar föreningen av mitotiska spindelkromosomer under celldelning.

Det finns minst tre olika sätt att klassificera kromosomer, eftersom det finns olika kromosomer och hos individer av samma art finns det kromosomer med olika strukturer och funktioner. De vanligaste klassificeringarna är:

Enligt cellen

Det genetiska materialet inuti bakterierna observeras som en tät och beställd massa på ett cirkulärt sätt, medan det i eukaryota organismer observeras som en tät massa som verkar "oorganiserad" inuti kärnan. Beroende på cellen kan kromosomer klassificeras i två stora grupper:

- De prokaryota kromosomer: Varje prokaryotisk organisme har en enda kromosom som består av en kovalent stängd (cirkulär) DNA -molekyl, utan histonproteiner och ligger i en region i cellen som kallas nukleoid.

- De eukaryota kromosomer: I en eukaryota kan det finnas två eller flera kromosomer för varje cell, dessa ligger i kärnan och är mer komplexa strukturer än bakteriekromosomen. DNA som bildar dem är mycket förpackat tack vare dess associering med proteiner som kallas "histoner".

Enligt Centromere -platsen

Centromeren är en del av kromosomerna som innehåller en kombination av proteiner och ganska komplex DNA och som har en primär funktion under celldelningen, eftersom det är ansvarigt för att "säkerställa" att processen för segregering av kromosomerna inträffar.

Enligt det strukturella läget för detta "komplex" (centromeren) har vissa forskare klassificerat kromosomerna i fyra kategorier, nämligen:

- Metacentriska kromosomer: Dessa är de vars centromer är i mitten, det vill säga där centromeren skiljer kromosomalstrukturen i två delar av lika lång längd.

- Submacentriska kromosomer: Kromosomerna där centromeren avleds från "mitten", vilket bidrar till utseendet på en "asymmetri" av längd mellan de två delarna som den separerar.

- Acrocentriska kromosomer: I akrocentriska kromosomer är "avvikelsen" av centromeren avsevärt markerad, vilket producerar två kromosomala sektioner i mycket olika storlekar, en mycket lång och riktigt kort.

- Telocentriska kromosomer: De kromosomer vars centromere är belägen i ändarna av strukturen (telomerer).

Kan tjäna dig: hur viktiga är mutationer för levande varelser?

Enligt funktionen

Organismer som har sexuell reproduktion och som har separata kön har två typer av kromosomer som klassificeras, enligt deras funktion, i sexuella kromosomer och autosomala kromosomer.

Kromosomerna autosomal (eller autosom) deltar i kontrollen av arvet på alla egenskaper hos ett levande varelse, med undantag för fastställandet av sex. Människor har till exempel 22 par autosomala kromosomer.

Kromosomerna sexuell, Som namnet antyder uppfyller de en elementär funktion när det gäller att bestämma individernas kön, eftersom de har nödvändig information för utvecklingen av många av de sexuella egenskaperna hos kvinnor och män som tillåter förekomsten av sexuell reproduktion.

Fungera

Huvudfunktionen hos kromosomer, förutom att vara värd för det genetiska materialet i en cell, som komprimerar det så att det kan lagras, transporteras och "läsa" inuti kärnan, är att säkerställa fördelningen av det genetiska materialet mellan cellerna som härrör från en division.

Därför att? För när kromosomerna är separerade under celldelning, kopierar "replikationsmaskineriet troget" informationen i varje DNA -sträng så att de nya cellerna har samma information som cellen som gav upphov till dem.

Dessutom möjliggör föreningen av DNA med proteiner som är en del av kromatinet samtidigt definitionen av ett specifikt "territorium" för varje kromosom, som har stor betydelse ur synvinkeln av uttrycket av gener och identitetscell telefon.

Kromosomerna är avsevärt av att vara statiska eller "inerta" molekyler, i verkligheten är det tvärtom, histonproteinerna, som är de som samarbetar med komprimeringen av varje DNA -molekyl i en kromosom, deltar också i dynamiken som måste se med transkription eller tystnad av specifika delar av genomet.

Således fungerar den kromosomala strukturen inte bara i organisationen av DNA i kärnan, utan bestämmer också vilka gener som "läses" och vilka som inte direkt påverkar egenskaperna hos de individer som bär det.

Struktur (delar)

Strukturen för en kromosom kan analyseras från den "mikroskopiska" (molekylära) synvinkeln och från den "makroskopiska" synvinkel (cytologisk) (cytologisk).

- Molekylstruktur av en eukaryot kromosom

En typisk eukaryota kromosom består av en linjär dubbelband -DNA -molekyl som kan ha hundratals miljoner par längdbaser. Detta DNA är mycket organiserat på olika nivåer, vilket möjliggör sin komprimering.

Nukleosomerna

DNA för varje kromosom komprimeras initialt av dess "rullande" runt en histonproteinoktamer (H2A, H2B, H3 och H4) och bildar det som kallas en Nukleosom, som har 11 nanometer i diameter.

Föreningen mellan histonproteiner och DNA är möjlig tack vare elektrostatisk interaktion, eftersom DNA har negativ belastning och histoner är grundläggande proteiner, rika på aminosyravfall med positiv belastning.

En nukleosom ansluter till en annan genom en unionens region bildad av DNA -strängen och ett histonprotein, H1. Den resulterande strukturen för denna komprimering ser ut som en kontokrage och minskar längden på DNA -strängen ungefär 7 gånger.

30 nm fiber

DNA är ännu mer kompakt när kromatin (histonas) i form av nukleosomer rullas på sig själv och bildar en fiber på cirka 30 nm i diameter, vilket kompakterar DNA -strängen ytterligare 7 gånger 7 gånger,

Kan tjäna dig: genetisk variation

Kärnkraftsmatrisen

30 nm fiber är i sin tur associerad med de filamentösa proteinerna i kärnmatrisen (lakan), som har den inre ytan på det inre kärnmembranet. Denna förening möjliggör den progressiva komprimeringen av fibern, eftersom vissa "slingdomäner" som förankrar matrisen bildas, vilket organiserar kromosomerna i definierade regioner i kärnan.

Det är viktigt att notera att nivån på komprimering av kromosomer inte är rättvis i hela dess struktur. Det finns platser som är hyperkomprimerade, som är kända som heterokromatin och som i allmänhet är genetiskt sett.

De mest slappa eller avslappnade platserna i strukturen, de som replikerings- eller transkriptionsmaskineriet kan komma åt med relativt enkelhet, kallas euchromatiska platser, som är regioner i det transkriptionellt aktiva genomet.

- "Makroskopisk" eller cytologisk struktur i en eukaryot kromosom

När cellen inte är i uppdelning observeras kromatin som "slapp" och till och med "rörigt". Men när cellcykeln fortskrider kondenserar detta material eller kompakter och tillåter visualisering av kromosomala strukturer som beskrivs av cytologer.

Struktur av en kromosom: 1) kromatid; 2) Centromo; 3) kort arm (p) och 4) lång arm (q) (källa: !Fil: kromosom-ipright.Pngoriginal version: Magnus Mansske, denna version med upprätt kromosom: Användare: Dietzel65 Vector: Deriving Republic Tryphon [CC BY-SA 3.0 (http: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0/)] via Wikimedia Commons)

Centromeren

Under metafaset av celldelningen observeras varje kromosom som sammansatt av ett par cylindriska "kromatider" som är kopplade till varandra tack vare en struktur som kallas centromere.

Centromeren är en mycket viktig del av kromosomerna, eftersom det är den plats som den mitotiska spindeln förenas under divisionen. Denna fackförening tillåter kromatiderna som är förenade genom centromeren att separeras, där de är kända som "döttrar kromosomer".

Centromeren består av ett protein- och DNA -komplex som har en "knut" -form och dess plats längs strukturen för en kromatid påverkar direkt morfologin för varje kromosom under kärnkraftsdelningen.

I en specialiserad region i centromeren är det som forskare känner som Cinetocoro, som är den specifika platsen där den mitotiska spindeln går för att separera systerkromatider under celldelning.

Armarna

Centromeres position bestämmer dessutom förekomsten av två armar: en kort eller liten (P) och en större (q). Med tanke på det faktum att centromerernas position praktiskt taget är oundviklig använder cytologerna nomenklaturen "P" och "Q" under beskrivningen av varje kromosom.

Telomererna

Dessa är specialiserade DNA -sekvenser som "skyddar" ändarna på varje kromosom. Dess skyddsfunktion är att förhindra att olika kromosomer sammanfogar varandra genom deras ändar.

Stor uppmärksamhet har fått dessa regioner av kromosomer, eftersom forskare anser att de telomeriska sekvenserna (där DNA bildar några mer komplexa strukturer än en dubbel spiral) påverkar aktiviteten hos de omgivande generna och dessutom i bestämningen av en livslängd av en cell.

Referenser

1. Bosock, C. J., & Sumner, till. T. (1978). Den eukaryota kromosomen (pp. 102-103). Amsterdam, New SRB, A. M., Owen, r. D., & Edgar, r. S. (1965). Allmän genetik (nej. 04; QH431, S69 1965.). San Francisco: WH Freeman.York, Oxford: North-Holland Publishing Company.
2. Brooker, r. (2014). Biologiska principer. McGraw-Hill högre utbildning.
3. Gardner, E. J., Simmons, m. J., Snustad, s. D., & Santana Calderón, till. (2000). Genetikprinciper.
4. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, D. T., & Miller, J. H. (2005). En introduktion till genetisk analys. Macmillan.
5. Markeringar, s. (2018). Forskning. Hämtad 3 december 2019 från www.Forskning.com/fyra-mojor-typ-kromosomer-14674.Html
6. Watson, J. D. (2004). Genens molekylärbiologi. Pearson Education India.