Fizyczne podstawy życia: wygląd chromosomu (morfologia)

Wygląd chromosomu (tj. Morfologia) zmienia się wraz z różnymi fazami podziału komórki. Szczególnie metafazowy stopień podziału mitotycznego jest najbardziej odpowiedni do badania morfologii chromosomu. Wielkość chromosomów, pozycja centromerów, obecność drugorzędnych przewężeń, a przede wszystkim kształt chromosomów ujawniają się poprzez kariotyp jednostki.

Chromosomy zostały po raz pierwszy opisane przez Strausburgera w 1875 r. I termin ten był po raz pierwszy użyty przez Waldeyera w 1888 r. Są to małe wydłużone korpusy w kształcie prętów, wyraźnie widoczne podczas etapów podziału komórkowego. Ich liczbę można policzyć ze względną łatwością tylko podczas mitotycznej metafazy, pod potężnym mikroskopem. Chroma oznacza kolor, a soma oznacza ciało.

Nazwa chromosomu oznacza powinowactwo tych ciał do podstawowych barwników. Po nałożeniu barwników ciała te barwią się bardzo głęboko, a cytoplazma pozostaje stosunkowo nie wybarwiona. Badania po Mendlu wyraźnie wykazały, że chromosom składa się z cienkich nici chromatyny zwanych chromanematą. Chromanematy ulegają zwijaniu i superzwinięciu we wczesnym stadium mejozy i stopniowo stają się coraz grubsze, aby były łatwo widoczne pod mikroskopem.

Ogólnie rzecz biorąc, każdy gatunek ma określoną i stałą liczbę chromosomów somatycznych i gametowych. Liczba chromosomów somatycznych to liczba chromosomów znajdujących się w komórce somatycznej gatunku, która jest reprezentowana przez 2n. Ogólnie, komórki somatyczne zawierają dwa równe zestawy lub kopie każdego chromosomu z wyjątkiem chromosomów płciowych.

Te dwie kopie chromosomów są zasadniczo identyczne pod względem zawartości genów morfologicznych i porządku genu (lokalizacja różnych genów) i dlatego są nazywane chromosomami homologicznymi. Numer chromosomu gameta jest dokładnie połową liczby chromosomów somatycznych, która znajduje się w gametach danego gatunku i jest reprezentowana przez n.

Zwykle gamety gatunku zawierają jeden zestaw lub jedną kopię każdego innego chromosomu wraz z pojedynczym chromosomem płci z pojedynczej pary chromosomów płciowych. Ponieważ zygota jest wytwarzana przez fuzję jednego samca i jednej żeńskiej gamet, zawiera ona 2n chromosomów (liczbę somatyczną), w których każdy chromosom jest reprezentowany przez dwa homologiczne chromosomy.

Stwierdzono, że komórki somatyczne zawierają diploidalną liczbę (2n) chromosomu, podczas gdy komórki zarodkowe lub gamety zawierają haploidalną liczbę (n) chromosomów. Homo sapiens lub ludzie wykazują 46 chromosomów, gdzie 44 nazywane są autosomami, a 2 nazywane są chromosomami płciowymi.

Autosome - Te chromosomy różnią się od chromosomów płciowych; ich rodzaj i liczba pozostają takie same u mężczyzn i kobiet. Chromosom płciowy - Chromosomy te są przeznaczone do określania płci, a więc różnią się między sobą między mężczyzną a kobietą. Ponieważ chromosomy występują w parach, znaleźliśmy 22 pary autosomów i 1 parę chromosomów płciowych. Dlatego w przypadku człowieka, 2n = 46, liczba diploidalna i n = 23, liczba haploidalna.

Można tu wspomnieć, że normalna ludzka samica wykazuje chromosomy 2 X, ale samiec pokazuje 1 X chromosom w każdej diploidalnej komórce, która po redukcji wytwarza dwa rodzaje komórek zarodkowych lub gamet. W przypadku samicy każda z dwóch połówek zawiera chromosom X. W przypadku mężczyzny połowa jest chromosomem X, a druga połowa chromosomem Y.

Zatem liczba chromosomów w komórce somatycznej pojawia się jako liczba diploidalna (2n), tj. 22 pary autosomów i 1 para chromosomu płciowego, z drugiej strony liczba chromosomów w komórkach zarodkowych pojawia się jako liczba haploidalna (n ) z 22 autosomami i 1 chromosomem płci, 1 chromosomem X lub 1 Y- chromosomem.

Morfologia chromosomu:

Kariotyp to nic innego jak układ chromosomów w komórce; określa budowę chromosomu komórki. Tak więc liczba, typy, wielkość i kształty chromosomów stanowią kariotyp gatunku. Zwykle wszyscy członkowie gatunku posiadają identyczny kariotyp.

Kariotyp jest zatem odpowiednikiem genetycznego składu (genomu) gatunku, w którym ustalona liczba chromosomów jest różna od siebie pod względem zawartości genów. Chromosomy te tworzą parę i zawierają określoną liczbę i rodzaj genów, które podążają określoną sekwencją. Homologiczne chromosomy zawierają identyczną liczbę i rodzaj genów w tej samej sekwencji. Każdy chromosom składa się z dwóch chromatyd połączonych ze sobą przy zwężeniu, centromerem.

Chromatid:

W etapie podziału komórki na metafazę, każdy chromosom dzieli się na dwie części na dwie identyczne części. Każda z połówek jest znana jako chromatyda. Dwie chromatydy chromosomu wydają się być "połączone" razem w punkcie zwanym centromerem.

W rzeczywistości każdy chromosom składa się z dwóch chromatyd połączonych ze sobą przy zwężeniu, zwanym centromerem. Jest prawie powszechnie akceptowane, że chromatyd jest strukturalną i funkcjonalną jednostką chromosomów. Nie można go dalej dzielić na mniejsze podjednostki, o ile nie ma to niekorzystnego wpływu na utratę jego integralności strukturalnej i funkcjonalnej.

Centromere:

Region, w którym chromatydy chromosomu wydają się łączyć ze sobą podczas metafazy mitotycznej, nazywany jest centromerem. Wygląda jak zwężenie w chromosomie i określane jako pierwotne zwężenie. Jeśli istnieje inny zwężenie w dystalnym obszarze chromosomu, to to wtórne zwężenie nazywa się satelitą.

Obecność satelitów może być traktowana jako stała cecha kariotypu jednostki i być może gatunku. Ponieważ w większości gatunków, każdy chromosom charakteryzuje się długością i pozycją centromeru. Pozycja centromerów służy zatem jako ważny punkt odniesienia w identyfikacji różnych chromosomów danego gatunku.

Chromosom jest podzielony na dwie poprzeczne części przez centromer; podzielone części nazywane są bronią. Ogólnie rzecz biorąc, jedno ramię chromosomu jest dłuższe niż drugie. Jednak chromosomy można podzielić na cztery klasy na podstawie pozycji ich centromerów: 1) Metacentryczny (M); 2) Sub-metacentryczny (S); 3) Acrocentric (A); i 4) Telocentryczne (T).

Metacentryczny chromosom:

Chromosomy nazywane są metacentrycznymi (M), gdy centromer znajduje się w centrum chromosomu, tj. Dwa ramiona po każdej stronie centromeru są prawie równej długości.

Chromosom sub-metacentryczny:

W większości chromosomów centromer znajduje się po jednej stronie punktu centralnego. Taki centromer jest znany jako sub-mediana. Dlatego chromosomy z centromerem umieszczonym między pozycją środkową a pozycją końcową są nazywane chromosomem sub-metacentrycznym (S) lub chromosomem znajdującym się na końcu.

Chromosom akrocentryczny:

W niektórych chromosomach centromer znajduje się bardzo blisko jednego końca chromosomu. Chromosomy te rozwinęły klasę nazywaną chromosomem acrocentrycznym (A). Można zauważyć, że ludzkie chromosomy nie mają terminalnych centromerów, ale chromosomy innych gatunków.

Telosocentryczne chromosomy:

Te chromosomy są z terminalnymi centromerami i ogólnie takie telocentryczne chromosomy są niestabilne. Chromosomy są najbardziej złożonymi składnikami jądrowymi nie tylko ich morfologii, ale także natury chemicznej. Głównymi składnikami chemicznymi są Nukleoproteiny, które składają się z dwóch rodzajów substancji - białek i kwasów nukleinowych.