Kahulugan - Ano ang mga chromosome?
Ang materyal na genetiko ng isang cell ay nakaimbak sa anyo ng DNA (deoxyribonucleic acid) at mga base nito (adenine, thymine, guanine at cytosine). Sa lahat ng mga eukaryotic cell (hayop, halaman, fungi) naroroon ito ang cell nucleus sa anyo ng mga chromosome. Ang isang chromosome ay binubuo ng isang solong, magkakaugnay na Molekyul na DNA, na konektado sa tiyak proteins.
Ang pangalang chromosome ay nagmula sa Greek at maaaring isalin nang halos "kulay na katawan". Ang pangalang ito ay nagmula sa katotohanang ang mga siyentipiko ay nagtagumpay nang maaga sa kasaysayan ng cytology (1888) sa paglamlam nito ng mga espesyal na pangunahing tina at kilalanin ito sa ilalim ng light microscope. Gayunpaman, nakikita lamang sila sa isang tiyak na punto sa siklo ng cell, mitosis (meyosis sa mga cell ng mikrobyo), kapag ang chromosome ay naroroon sa isang partikular na siksik (condensado) na form.
Paano nakaayos ang mga chromosome?
Kung ang buong DNA doble na helix ng isang cell, ibig sabihin, sa paligid ng 3.4 x 109 na mga pares ng base, ay maiugnay sa bawat isa, ang resulta ay isang haba ng higit sa isang metro. Gayunpaman, ang kabuuang haba ng lahat ng mga chromosome na idinagdag na magkasama ay halos 115 μm lamang. Ang pagkakaiba-iba ng haba na ito ay ipinaliwanag ng napaka-siksik na istraktura ng mga chromosome, kung saan ang DNA ay sugat o napilipit nang maraming beses sa isang napaka-tiyak na paraan.
Ang Histones, isang espesyal na anyo ng protina, ay may mahalagang papel sa prosesong ito. Sa kabuuan mayroong 5 magkakaibang mga histone: H1, H2A, H2B, H3 at H4. Ang dalawa sa huling apat na histones ay bumubuo ng isang cylindrical na istraktura, ang octamer, na kung saan ang dobleng helix ay humahangin ng halos dalawang beses (= superhelix).
Ang H1 ay nakakabit sa istrakturang ito upang patatagin ito. Ang kumplikadong ito ng DNA, octamer at H1 ay tinatawag na nucleosome. Marami sa mga nucleosome na ito ay namamalagi ngayon ng "mala-perlas na parang" sa medyo maikling agwat (10-60 na mga pares ng base) na nasa likod ng isa pa.
Ang mga seksyon sa pagitan ng mga chromosome ay tinatawag na spacer DNA. Ang mga indibidwal na nucleosome ay nakikipag-ugnay muli sa pamamagitan ng H1, na nagreresulta sa karagdagang spiralisation at sa gayon ay din ang compression. Ang nagresultang strand naman ay sa mga loop na nagpapatatag ng isang gulugod ng acidic non-histone proteins, kilala rin bilang Hertones.
Ang mga loop na ito ay naroroon sa mga spiral na nagpapatatag ng proteins, na nagreresulta sa huling yugto ng pag-uumpit. Gayunpaman, ang mataas na antas ng siksik na ito ay nangyayari lamang sa panahon ng paghahati ng cell sa mitosis. Sa bahaging ito, makikita ang katangian na hugis ng mga chromosome, na binubuo ng dalawang chromatids.
Ang lugar kung saan nakakonekta ang mga ito ay tinatawag na centromere. Hinahati nito ang bawat metaphase chromosome sa dalawang maikli at dalawang mahabang braso, na tinatawag ding p at q arm. Kung ang centromere ay matatagpuan humigit-kumulang sa gitna ng chromosome, ito ay tinatawag na isang metacentric chromosome; kung ito ay matatagpuan sa isa sa mga dulo, ito ay tinatawag na isang acrocentric chromosome.
Ang mga nasa pagitan ay tinatawag na submetacentric chromosome. Ang mga pagkakaiba na ito, na makikita na sa ilalim ng ilaw na mikroskopyo, kasama ang haba ng mga chromosome, ay nagbibigay-daan sa isang paunang paghahati ng mga chromosome. Telomeres ay ang mga dulo ng chromosome na naglalaman ng paulit-ulit na mga pagkakasunud-sunod (TTAGGG).
Hindi ito nagdadala ng anumang nauugnay na impormasyon, ngunit nagsisilbing maiwasan ang pagkawala ng mga mas nauugnay na seksyon ng DNA. Sa bawat paghahati ng cell, isang bahagi ng chromosome ang nawala dahil sa mekanismo ng pagtitiklop ng DNA. Ang telomeres kaya kumilos sa isang paraan bilang isang buffer, naantala ang sandali kapag nawala ang cell ng mahalagang impormasyon sa pamamagitan ng paghahati.
Kung ang telomeres ng isang pagkahulog ng cell sa ibaba ng haba ng humigit-kumulang na 4,000 na mga pares ng base, pinasimulan ang programmed cell death (apoptosis). Pinipigilan nito ang pagkalat ng mga mahihinang materyal na genetiko sa organismo. Ang ilang mga cell nagtataglay telomerases, ibig sabihin enzymes nakakapagpahaba ulit ng mga telomeres.
Bilang karagdagan sa mga stem cell, kung saan nagmula ang lahat ng iba pang mga cell, ito ang mga germ cells at ilang mga cell ng immune system. Bukod dito, ang mga telomerase ay matatagpuan din sa kanser mga selyula, kung kaya't nagsasalita ang isa tungkol sa immortalisation ng isang cell sa kontekstong ito. Chromatin ay ang buong nilalaman ng isang cell nucleus na maaaring mantsahan ng isang pangunahing mantsa.
Samakatuwid, ang termino ay nagsasama hindi lamang ng DNA kundi pati na rin ang ilang mga protina, hal. Histones at hertone (tingnan ang istraktura), pati na rin ang ilang mga fragment ng RNA (hn- at snRNA). Nakasalalay sa yugto sa pag-ikot ng cell o aktibidad ng genetiko, ang materyal na ito ay naroroon sa iba't ibang mga density. Ang mas makapal na form ay tinatawag na heterochromatin.
Para sa mas madaling pag-unawa, samakatuwid ito ay maaaring ituring bilang isang "form ng pag-iimbak" at dito muli isang pagkakaiba ang ginawa sa pagitan ng bumubuo at facultative heterochromatin. Ang Constitutive heterochromatin ay ang pinakapal na anyo, na naroroon sa lahat ng mga yugto ng siklo ng cell sa pinakamataas na yugto ng paghalay. Binubuo ito ng humigit-kumulang 6.5% ng genome ng tao at higit sa lahat matatagpuan malapit sa centromeres at mga dulo ng mga braso ng chromosome (telomeres) sa maliliit na sukat ngunit din sa iba pang mga lokasyon (pangunahin ang chromosome 1,9,16,19 at Y).
Bukod dito, ang nakararami ng bumubuo ng heterochromatin ay matatagpuan malapit sa lamad nukleyar, ibig sabihin sa mga gilid ng ang cell nucleus. Sa gayon ang puwang sa gitna ay nakalaan para sa aktibo kromatin, ang euchromatin. Ang facultative heterochromatin ay bahagyang mas mababa siksik at maaaring buhayin at i-deactivate kung kinakailangan o depende sa yugto ng pag-unlad.
Ang isang magandang halimbawa ay ang pangalawang X chromosome sa mga babaeng karyotypes. Dahil karaniwang isang X chromosome ay sapat para sa kaligtasan ng cell, dahil sa huli ay sapat din sa mga lalaki, ang isa sa dalawa ay hindi naaktibo sa yugto ng embryonic. ang deactivated X chromosome ay kilala bilang katawan ni Barr.
Sa panahon lamang ng paghahati ng cell, sa panahon ng mitosis, kumpleto itong dumadaloy, na umaabot sa pinakamataas na density sa metaphase. Gayunpaman, dahil ang iba't ibang mga gen ay nababasa sa iba't ibang mga frequency - pagkatapos ng lahat, hindi bawat protina ay kinakailangan ng parehong dami sa lahat ng oras - isang pagkakaiba rin ang ginawa dito sa pagitan ng aktibo at hindi aktibong euchromatin. Haploid (gr.
haploos = solong) nangangahulugan na ang lahat ng mga chromosome ng isang cell ay indibidwal na naroroon, ibig sabihin hindi sa mga pares (diploid) tulad ng karaniwang nangyayari. Ito ang natural na estado ng lahat ng itlog at tamud mga cell kung saan ang dalawang magkatulad na chromatids ay hindi pinaghiwalay para sa oras sa panahon ng unang pagkahinog dibisyon ng meyosis, ngunit sa halip lahat ng mga pares ng chromosome ay pinaghiwalay muna. Bilang isang resulta, pagkatapos ng unang dibisyon sa mga tao, ang mga cell ng anak na babae ay mayroon lamang 23 sa halip na karaniwang 46 chromosome, na tumutugma sa kalahati ng haploid na hanay ng mga chromosome.
Gayunpaman, dahil ang mga cell na ito ng anak na babae ay mayroon pa ring magkatulad na kopya ng bawat chromosome na binubuo ng 2 chromosome, kinakailangan ang pangalawang dibisyon, kung saan ang dalawang chromatids ay pinaghiwalay sa bawat isa. Ang isang polytene chromosome ay isang chromosome na binubuo ng maraming mga genetically identical chromatids. Dahil ang mga nasabing chromosome ay madaling makilala sa mababang pagpapalaki, kung minsan ay tinatawag silang higanteng mga chromosome. Ang isang paunang kinakailangan para dito ay ang endoreplication, kung saan ang mga chromosome ay pinarami ng maraming beses sa loob ang cell nucleus nang walang nagaganap na paghahati ng cell.
