Εξηγούμε τι είναι τα χρωμοσώματα και πώς αποτελείται η δομή τους. Επιπλέον, οι κύριες λειτουργίες και οι τύποι των χρωμοσωμάτων του.
Τι είναι τα χρωμοσώματα
Τα χρωμοσώματα είναι οι εξαιρετικά οργανωμένες δομές μέσα στα βιολογικά κύτταρα, που αποτελούνται από DNA και άλλα πρωτεΐνη, και όπου τα περισσότερα από τα Γενετική πληροφορία ενός ατόμου. Έχουν καθορισμένο σχήμα Χ, το οποίο είναι απόλυτα παρατηρήσιμο κατά τα στάδια της κυτταρικής διαίρεσης ή αντιγραφής (μείωση ή μίτωσις).
Κάθε χρωμόσωμα έχει ένα χαρακτηριστικό σχήμα και μέγεθος και βρίσκονται σε ζεύγη, συνήθως σε ίδιους αριθμούς για όλα τα άτομα του ίδιου είδος. Ανάλογα με τον αριθμό των χρωμοσωμάτων που έχουν (χρωμοσωμικό φορτίο), το κύτταρα μπορεί να είναι διπλοειδές (2n) ή απλοειδές (1n). Ο αριθμός των χρωμοσωμάτων του ανθρώπινου είδους είναι 46 ζεύγη.
Τα χρωμοσώματα ανακαλύφθηκαν σε φυτικά κύτταρα στα τέλη του 19ου αιώνα από τους επιστήμονες Karl Wilhelm von Nägeli (Ελβετία) και Edouard Van Benenden (Βέλγιο), ανεξάρτητα, και το όνομά τους προέρχεται ακριβώς από τα βάμματα που χρησιμοποιήθηκαν για να μπορέσουμε να τα παρατηρήσουμε (από τα ελληνικά:χρωμα, "Χρώμα" καισόμα, "Σώμα").
Αλλά μόλις τον 20ο αιώνα έγινε κατανοητός ο ρόλος των χρωμοσωμάτων στην κληρονομικότητα και τη γενετική μετάδοση: έπρεπε να περιμένουμε τους νόμους του Μέντελ και τον πρώτο έρευνα για αυτόν DNA.
Στα κύτταρα των ευκαρυωτικών όντων (δηλαδή παρέχονται με πυρήνα του κυττάρου), τα χρωμοσώματα αποτελούνται από χρωματίνη, την ουσία που συνθέτει το DNA, RNA και άλλες πρωτεΐνες, μερικές βασικές που ονομάζονται ιστόνες και μερικές μη ιστόνες. Όλα αυτά αποτελούν τα νουκλεοσώματα, σχηματίζοντας ανενεργές ομάδες DNA που αποτελούν τα ίδια τα χρωμοσώματα.
Δομή χρωμοσωμάτων
Τα χρωμοσώματα έχουν διπλή δομή, που αποτελείται από δύο δομές παράλληλες μεταξύ τους και ενώνονται με ένα κεντρομερές, που ονομάζονται χρωματίδες. Σε κάθε έναν από τους «βραχίονες» μιας χρωματίδας βρίσκονται γονίδια, σε πανομοιότυπη θέση ως προς το αντίστοιχο (θυμηθείτε ότι έχουν σχήμα Χ), σε διαμερίσματα που ονομάζονταιτόπος (τόποι στον πληθυντικό).
Καθώς τα χρωμοσώματα αποτελούνται από ένα κεντρομερίδιο που χωρίζει κάθε χρωματίδιο σε δύο σκέλη: έναν βραχύ (p βραχίονα) και έναν μακρύ (q βραχίονας), ανάλογα με τη θέση του κεντρομερούς, μπορούμε να μιλάμε για:
- Μετακεντρικά χρωμοσώματα. Το κεντρομερίδιο βρίσκεται σχεδόν στο μέσο της δομής, σχηματίζοντας βραχίονες του μήκος πολύ παρόμοια.
- Υπομετακεντρικά χρωμοσώματα. Το κεντρομερές μετατοπίζεται από το κέντρο, αλλά όχι πολύ. Που σχηματίζει βραχίονες ανακριβείς και ασύμμετρους, ξεκάθαρα διακριτούς.
- Ακροκεντρικά χρωμοσώματα. Το κεντρομερές βρίσκεται στο ένα άκρο, σχηματίζοντας σε μεγάλο βαθμό διαφορετικούς βραχίονες.
Από την άλλη πλευρά, τα ευκαρυωτικά χρωμοσώματα έχουν τελομερή στα άκρα τους: αποτελούνται από εξαιρετικά επαναλαμβανόμενες, μη κωδικοποιητικές περιοχές DNA που εκπληρώνουν τη λειτουργία της παροχής δομικής σταθερότητας σε ολόκληρο το χρωμόσωμα.
Σε προκαρυωτικούς οργανισμούς (χωρίς κυτταρικό πυρήνα), από την άλλη, τα χρωμοσώματα δεν έχουν τελομερή, αφού έχουν κυκλικό σχήμα.
Χρωμοσωμική λειτουργία
Η λειτουργία των χρωμοσωμάτων δεν θα μπορούσε να είναι πιο σημαντική: είναι υπεύθυνα για τη μετάδοση της γενετικής πληροφορίας που περιέχεται στο DNA του μητρικού κυττάρου στους απογόνους, επιτρέποντας την κυτταρική αναπαραγωγή και την ανάπτυξη οργανισμών, την αντικατάσταση παλαιών ή κατεστραμμένων κυττάρων και δημιουργία αναπαραγωγικών κυττάρων (καθώς και νέων ατόμων κατά τη διάρκεια σεξουαλική αναπαραγωγή). Πρόκειται για βιολογικές δομές που διατηρούν το γενετικό περιεχόμενο και εμποδίζουν (όπου είναι δυνατόν) να καταστραφεί ή να χαθεί.
Τύποι χρωμοσωμάτων
Όπως έχει ήδη φανεί, υπάρχουν διαφορετικά χρωμοσώματα για ευκαρυωτικά κύτταρα Υ προκαρυώτες, διαφοροποιήσιμο σε μορφή και λειτουργία.
- Προκαρυωτικά χρωμοσώματα. Έχουν ένα μόνο κλώνο DNA και βρίσκονται μέσα στα νουκλεοειδή που είναι διάσπαρτα σε όλο το μήκος κυτόπλασμα των κυττάρων.
- Ευκαρυωτικά χρωμοσώματα. Σημαντικά μεγαλύτεροι, έχουν διπλό κλώνο γραμμικού DNA (διπλή έλικα).
Ωστόσο, τα χρωμοσώματα του ζωντανά όντα Οι ευκαρυώτες μπορούν επίσης να διακριθούν ανάλογα με τον συγκεκριμένο ρόλο τους στη σύσταση του συνολικού γονιδιώματος του ατόμου, κάτι που είναι εξαιρετικά σημαντικό όταν δημιουργείται ένα νέο άτομο του είδους μέσω της σεξουαλικής αναπαραγωγής:
- Σωματικά χρωμοσώματα.Ονομάζονται επίσης αυτοσωμικά, δίνουν στο άτομο τα μη σεξουαλικά χαρακτηριστικά του, αυτά δηλαδή που το καθορίζουν στις υπόλοιπες μη αναπαραγωγικές πτυχές.
- Σεξουαλικά χρωμοσώματα. Γνωστά ως αλλοσώματα, είναι τα χρωμοσώματα που καθορίζουν τα σεξουαλικά χαρακτηριστικά του ατόμου και επομένως μπορούν να διαφοροποιηθούν ανάλογα με το βιολογικό φύλο: τα αρσενικά έχουν 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων τύπου XY, ενώ τα θηλυκά έχουν τον τύπο XX.