Struktura eukaryotických chromozomů

Chromatin se skládá z veškeré DNA v jádře a s ní spojených proteinů. Existují tři základní vrstvy chromatinového lešení, jejichž výsledkem je kondenzovaná molekula DNA.

Molekula DNA ve tvaru dvojité šroubovice, která tvoří každý chromozom, je nejprve navinuta kolem shluků histonových bílkovin. Jednotka přibližně 200 párů bází DNA navinutá kolem osmi histonových proteinů tvoří nejmenší jednotku struktury obalující DNA, nukleozom.

Nukleozomy a spojovací DNA, která je spojuje, se jako korálky na šňůrce smyčkou spojují do těsněji zabalených 30nm solenoidových vláken. Poté se 30nm vlákna dále svinují a skládají do smyček, které jsou pevně zabaleny dohromady. V této poslední fázi skládání lešení vznikají chromozomy pozorovatelné v metafázi mitózy nebo meiózy.

Proces, který vytváří 30nm vlákna, se nazývá supercoiling. Supercoiling využívá působení napětí ke zkroucení molekuly DNA, takže se ovíjí kolem sebe a vytváří smyčky.

Jednotlivé chromozomy jsou v jádře jasně viditelné pouze během procesu buněčného dělení (mitózy nebo meiózy). Je to proto, že chromatin, který tvoří chromozomy, je během interfáze stokrát nebo dokonce tisíckrát méně kondenzovaný, než když se buňka aktivně dělí.

Před dělením eukaryotické buňky se každý chromozom zdvojí a vytvoří dvě identické sesterské chromatidy spojené podélně s nejpevnějším spojením v centroméře.

Před začátkem mitózy se DNA buňky replikuje a vytváří identickou kopii každého chromozomu.

Při mitóze nebo meióze lze pozorovat struktury ve tvaru písmene X, které si obvykle představujeme při pomyšlení na chromozomy.

Každý z těchto chromozomů ve tvaru písmene X se skládá ze dvou identických sesterských chromatid. V podstatě si můžete chromatidu představit jako jednu kopii chromozomu.

Sesterské chromatidy jsou navzájem spojeny oblastí chromozomu zvanou centromera. Během mitózy se k této oblasti připojují vřeténková vlákna, která nakonec sesterské chromatidy od sebe odtrhnou a vytvoří dva samostatné chromozomy, jeden pro každou dceřinou buňku.

Centromera také rozděluje každý chromatid na dvě oblasti: raménko p a raménko q.

Centromerou je každý chromatid rozdělen na dvě části. Rameno p je kratší rameno a rameno q je delší rameno. Když genetici popisují umístění genu na chromozomu, uvedou číslo chromozomu (u člověka 1-22, X a Y), raménko (p nebo q) a umístění genu na raménku.

Somatické buňky pohlavně se množících eukaryotických organismů jsou diploidní, což znamená, že mají 2 sady homologních chromozomů.

Somatické buňky lidského těla – tedy buňky, které nejsou gametami neboli pohlavními buňkami – mají každá 46 chromozomů. Jsou to diploidní buňky, což znamená, že těchto 46 chromozomů je uspořádáno do 23 párů. Diploidní se někdy označuje zkratkou 2n (kde n je počet různých chromozomů).

U člověka je 22 z 23 párů chromozomů autozomů neboli nepohlavních chromozomů. Ty se označují jako homologní páry, protože oba chromozomy v páru mají stejnou velikost a tvar a obsahují stejné geny (s potenciálně odlišnými alelami, což jsou alternativní verze genu). 23. pár tvoří pohlavní chromozomy. Lidé, kteří jsou biologicky muži, mají obvykle genotyp XY (chromozom X a chromozom Y) a lidé, kteří jsou biologicky ženy, mají genotyp XX (dva chromozomy X). Pár XX, ale ne pár XY, je považován za homologní pár.

Pohlavní buňky neboli gamety pohlavně se množících eukaryotických organismů jsou haploidní (1n), což znamená, že mají pouze 23 nepárových chromozomů. Když spermie oplodní vajíčko, výsledná zygota je diploidní; kombinací dvou haploidních pohlavních buněk vzniká zygota s plným počtem 46 chromozomů. Jeden chromozom v každém páru pochází z matčiny vaječné buňky a druhý ze spermatické buňky otce.

Telomery chrání konce chromozomů a při každém dělení buňky se zkracují.

Telomery jsou zvláštní oblasti umístěné na obou koncích chromozomu, které se skládají z opakujících se sekvencí párů bází. Obvykle se popisují jako plastové čepičky na koncích tkaniček od bot. To proto, že chrání konce chromozomů a zabraňují jejich přilepení k jiným chromozomům.

Nejdůležitější funkcí telomer je však to, že umožňují buňkám dělit se, aniž by ztratily svůj genetický materiál. Kdyby telomery neexistovaly, došlo by při každé replikaci DNA ke ztrátě některých párů bází. Naštěstí jsou to telomery, a nikoli geny, které se při každém dělení buňky zkracují. Například telomery v lidských buňkách obecně ztrácejí 30 až 200 párů bází při každém dělení buňky.

Běžně se buňka v lidském těle může dělit přibližně 50-70krát, než se stane senescentní (neaktivní, přestane se dělit) nebo zemře. Jak člověk stárne, telomery na koncích chromozomů se postupně zkracují.

Speciální enzym zvaný telomeráza přidává telomery na konce replikovaných chromozomů, což znamená, že buňky se zvýšenou hladinou tohoto enzymu – jako spermie a vajíčka nebo některé nádorové buňky – se mohou dělit častěji.

Eukaryotické a prokaryotické chromozomy se liší svým tvarem, velikostí, počtem a umístěním v buňce.

Podívejte se, jaké jsou vlastnosti eukaryotických chromozomů ve srovnání s prokaryotickými chromozomy:

.

	Eukaryotický chromozom	Prokaryotický chromozom
Tvar	Lineární	Kruhový
Velikost	Velký	Malý
Počet	Vícenásobný	Jednotlivý
Poloha	Jádro	Nukleoid (oblast v cytoplazmě)
Skladovací proteiny	Histony	Nukleoid-asociované proteiny

Biologie viditelného těla

Zjistit více