Eukaryote kromosomers struktur

Kromatin består af alt DNA i kernen samt de tilknyttede proteiner. Der er tre grundlæggende lag af kromatin- stilladser, der resulterer i et kondenseret DNA-molekyle.

Det dobbeltspiralformede DNA-molekyle, som udgør hvert kromosom, er først viklet omkring klynger af histonproteiner. En enhed på omkring 200 DNA-basepar, der er viklet om otte histonproteiner, udgør den mindste enhed af DNA-pakningsstrukturen, et nukleosom.

Nukleosomerne og det linker-DNA, der forbinder dem, som perler på en snor, slynger sig i en løkke for at danne mere tætpakkede 30-nm-solenoidfibre. Derefter oprulles 30-nm-fibrene yderligere og foldes til sløjfer, der er tæt sammenpakkede. Denne sidste fase af stilladsering producerer de kromosomer, der kan observeres i metafasen i mitose eller meiose.

Den proces, der skaber 30 nm-fibrene, kaldes supercoiling. Supercoiling bruger anvendelse af spænding til at vride et DNA-molekyle, så det vikler sig om sig selv og skaber sløjfer.

Selv med et mikroskop er de enkelte kromosomer kun tydeligt synlige i kernen under celledelingsprocessen (enten mitose eller meiose). Det skyldes, at det kromatin, som kromosomerne består af, er hundredvis eller endog tusindvis af gange mindre kondenseret i interfasen, end det er, når cellen deler sig aktivt.

Hvor en eukaryot celle deler sig, duplikeres hvert kromosom og danner to identiske søsterkromatider, der er forbundet i længderetningen med deres stærkeste forbindelse ved centromeren.

Hvor mitosen begynder, replikerer cellens DNA sig selv og laver en identisk kopi af hvert kromosom.

Det er under mitose eller meiose, at man kan iagttage de X-formede strukturer, som vi normalt forestiller os, når vi tænker på kromosomer.

Hvert af disse X-formede kromosomer består af to identiske søsterkromatider. Grundlæggende kan man tænke på en kromatid som én kopi af et kromosom.

Søsterkromatiderne er forbundet med hinanden ved et område af kromosomet kaldet centromeren. Under mitosen knytter spindelfibre sig til dette område, og de trækker til sidst søsterkromatiderne fra hinanden for at danne to separate kromosomer, et til hver dattercelle.

Centromeren opdeler også hver kromatid i to områder: p-arm og q-arm. P-armen er den kortere arm, og q-armen er den længere arm. Når genetikere beskriver placeringen af et gen på et kromosom, angiver de kromosomets nummer (1-22, X og Y for mennesker), armen (p eller q) og genets placering på armen.

De somatiske celler i seksuelt reproducerende eukaryote organismer er diploide, hvilket betyder, at de har 2 sæt homologe kromosomer.

De somatiske celler i menneskekroppen – dvs. de celler, der ikke er kønsceller, eller kønsceller – har hver 46 kromosomer. De er diploide celler, hvilket betyder, at disse 46 kromosomer er organiseret i 23 par. Diploid forkortes nogle gange som 2n (hvor n er antallet af forskellige kromosomer).

I mennesker er 22 ud af de 23 kromosompar autosomer, dvs. ikke-kønskromosomer. Disse kaldes homologe par, fordi de to kromosomer inden for parret har samme størrelse og form og indeholder de samme gener (med potentielt forskellige alleler, som er alternative versioner af et gen). Det 23. par udgøres af kønskromosomerne. Typisk har personer, der biologisk set er mænd, en XY-genotype (et X-kromosom og et Y-kromosom), og personer, der biologisk set er kvinder, har en XX-genotype (to X-kromosomer). XX-parret, men ikke XY-parret, anses for at være et homologe par.

Kønscellerne eller kønscellerne, eller gameterne, i seksuelt reproducerende eukaryote organismer er haploide (1n), hvilket betyder, at de kun har 23 uparrede kromosomer. Når en sædcelle befrugter et æg, er den resulterende zygote diploid; kombinationen af de to haploide kønsceller er det, der resulterer i, at zygoten har de fulde 46 kromosomer. Det ene kromosom i hvert par kommer fra moderens ægcelle, og det andet kommer fra faderens sædcelle.

Telomerer beskytter kromosomernes ender, og de bliver kortere, hver gang en celle deler sig.

Telomerer er særlige områder, der er placeret i hver ende af kromosomet, og som består af gentagne sekvenser af basepar. De beskrives typisk som værende som plastikhætterne i enderne af snørebånd. Det skyldes, at de beskytter kromosomernes ender og forhindrer dem i at klæbe til andre kromosomer.

Den vigtigste funktion af telomerer er imidlertid, at de gør det muligt for cellerne at dele sig uden at miste deres genetiske materiale. Hvis der ikke var telomerer, ville nogle basepar gå tabt, hver gang DNA-replikationen finder sted. Heldigvis er det telomererne, og ikke generne, der bliver kortere ved hver celledeling. F.eks. mister telomererne i menneskelige celler generelt mellem 30 og 200 basepar, hver gang en celle deler sig.

Normalt kan en celle i menneskekroppen dele sig omkring 50-70 gange, før den bliver senescent (inaktiv, deler sig ikke længere) eller dør. Efterhånden som mennesker bliver ældre, bliver telomererne i enderne af kromosomerne gradvist kortere.

Et særligt enzym kaldet telomerase tilføjer telomerer til enderne af replikerede kromosomer, hvilket betyder, at celler med et øget niveau af dette enzym – som sæd- og ægceller eller visse kræftceller – kan dele sig oftere.

Eukaryote og prokaryote kromosomer adskiller sig fra hinanden i form, størrelse, antal og placering i cellen.

Her kan du se, hvordan egenskaberne ved eukaryote kromosomer er sammenlignet med egenskaberne ved prokaryote kromosomer:

	Eukaryotisk kromosom	Prokaryotisk kromosom
Form	Linær	Cirkulær
Størrelse	Stor	Stor	Lille	Små
Antal	Multipel	Enkel
Lokalitet	Kerne	Nucleus	Nucleoid (område i cytoplasma)
Lagringsproteiner	Histoner	Nucleoid-associerede proteiner

Visible Body Biology

Læs mere