Eukaryoottisten kromosomien rakenne

Kromatiini koostuu kaikesta tuman DNA:sta sekä siihen liittyvistä proteiineista. Kromatiinin telineessä on kolme peruskerrosta, joiden tuloksena syntyy tiivistetty DNA-molekyyli.

Kunkin kromosomin muodostava kaksoiskierteen muotoinen DNA-molekyyli kietoutuu ensin histoniproteiiniklustereiden ympärille. Noin 200 DNA-emäsparin yksikkö, joka on kierretty kahdeksan histoniproteiinin ympärille, muodostaa DNA:n pakkautumisrakenteen pienimmän yksikön, nukleosomin.

Nukleosomit ja niitä yhdistävä linkkeri-DNA, jotka ovat kuin helmiä narussa, silmukoituvat muodostaen tiiviimmin pakattuja 30 nm:n solenoidikuituja. Sitten 30 nm:n kuidut kelautuvat edelleen ja taittuvat silmukoiksi, jotka pakkautuvat tiiviisti yhteen. Tässä viimeisessä telineistymisvaiheessa syntyvät mitoosin tai meioosin metafaasissa havaittavat kromosomit.

Prosessia, jossa 30 nm:n kuidut syntyvät, kutsutaan supercoilingiksi. Supercoilingissa DNA-molekyyliä kierretään jännityksen avulla niin, että se kietoutuu itsensä ympärille muodostaen silmukoita.

Jopa mikroskoopilla yksittäiset kromosomit näkyvät selvästi ytimessä vain solunjakautumisprosessin (joko mitoosin tai meioosin) aikana. Tämä johtuu siitä, että kromosomit muodostava kromatiini on interfaasin aikana satoja tai jopa tuhansia kertoja vähemmän tiivistynyttä kuin silloin, kun solu on aktiivisesti jakautumassa.

Kun eukaryoottisolu jakautuu, jokainen kromosomi monistuu muodostaen kaksi identtistä sisarkromatidia, jotka on liitetty toisiinsa pituussuunnassa siten, että niiden vahvin yhteys on sentromeerissä.

Ennen kuin mitoosi alkaa, solun DNA monistuu, jolloin jokaisesta kromosomista muodostuu identtinen kopio.

Mitoosin tai meioosin aikana voidaan havaita X:n muotoiset rakenteet, jotka tavallisesti kuvittelemme ajatellessamme kromosomeja.

Jokainen näistä X:n muotoisista kromosomeista koostuu kahdesta identtisestä sisarkromatidista. Periaatteessa voidaan ajatella, että kromatidi on yksi kopio kromosomista.

Sisaruskromatidit on yhdistetty toisiinsa kromosomissa olevalla alueella, jota kutsutaan sentromeeriksi. Mitoosin aikana karan kuidut kiinnittyvät tähän alueeseen, ja ne vetävät lopulta sisarkromatidit erilleen muodostaen kaksi erillistä kromosomia, yhden kullekin tyttärisolulle.

Tentromeeri myös jakaa jokaisen kromatidin kahteen alueeseen: p-varteen ja q-varteen. P-varsi on lyhyempi varsi ja q-varsi on pidempi varsi. Kun geneetikot kuvaavat geenin sijaintia kromosomissa, he ilmoittavat kromosomin numeron (ihmisillä 1-22, X ja Y), haaran (p tai q) ja geenin sijainnin haarassa.

Sukupuolisesti lisääntyvien eukaryoottisten eliöiden somaattiset solut ovat diploideja eli niillä on kaksi homologista kromosomisarjaa.

Ihmiskehon somaattisilla soluilla – eli soluilla, jotka eivät ole sukusoluja eli sukusoluja – on kullakin 46 kromosomia. Ne ovat diploideja soluja, mikä tarkoittaa, että nämä 46 kromosomia on järjestetty 23 pariksi. Diploidista käytetään joskus lyhennettä 2n (jossa n on eri kromosomien lukumäärä).

Ihmisillä 22 kromosomiparia 23:sta on autosomeja eli muita kuin sukupuolikromosomeja. Näitä kutsutaan homologisiksi pareiksi, koska parin sisällä olevat kaksi kromosomia ovat samankokoisia ja -muotoisia ja sisältävät samat geenit (mahdollisesti erilaisilla alleeleilla, jotka ovat geenin vaihtoehtoisia versioita). Sukupuolikromosomit muodostavat 23. parin. Tyypillisesti ihmisillä, jotka ovat biologisesti miehiä, on XY-genotyyppi (yksi X-kromosomi ja yksi Y-kromosomi), ja ihmisillä, jotka ovat biologisesti naisia, on XX-genotyyppi (kaksi X-kromosomia). XX-paria, mutta ei XY-paria, pidetään homologisena parina.

Sukupuolisesti lisääntyvien eukaryoottisten eliöiden sukusolut eli sukusolut ovat haploideja (1n), eli niissä on vain 23 paritonta kromosomia. Kun siittiösolu hedelmöittää munasolun, syntyvä zygootti on diploidi; kahden haploidisen sukusolun yhdistyminen johtaa siihen, että zygootilla on täydet 46 kromosomia. Kummankin parin toinen kromosomi on peräisin äidin munasolusta ja toinen isän siittiösolusta.

Telomeerit suojaavat kromosomien päitä, ja ne lyhenevät aina solun jakaantuessa.

Telomeerit ovat kromosomin kummassakin päässä sijaitsevia erityisiä alueita, jotka koostuvat emäspareista koostuvista toistuvista sekvensseistä. Niitä kuvataan tyypillisesti kengännauhojen päissä olevien muovikorkkien kaltaisiksi. Tämä johtuu siitä, että ne suojaavat kromosomien päitä ja estävät niitä tarttumasta toisiin kromosomeihin.

Telomeerien tärkein tehtävä on kuitenkin se, että niiden avulla solut voivat jakautua menettämättä geneettistä materiaaliaan. Jos telomeerejä ei olisi, joitakin emäspareja menetettäisiin joka kerta, kun DNA:n replikaatio tapahtuu. Onneksi telomeerit, eivätkä geenit, lyhenevät jokaisen solunjakautumisen yhteydessä. Esimerkiksi ihmisen solujen telomeerit menettävät yleensä 30-200 emäsparia joka kerta, kun solu jakautuu.

Normaalisti ihmisen solu voi jakautua noin 50-70 kertaa ennen kuin se vanhenee (inaktiivinen, ei enää jakaudu) tai kuolee. Ihmisen ikääntyessä kromosomien päissä olevat telomeerit lyhenevät vähitellen.

Erityinen entsyymi nimeltä telomeraasi lisää telomeerejä monistuvien kromosomien päihin, mikä tarkoittaa, että solut, joissa tämän entsyymin määrä on suurentunut – kuten siemennesteen ja munasolujen solut tai tietyt syöpäsolut – voivat jakautua useammin.

Eukaryoottiset ja prokaryoottiset kromosomit eroavat toisistaan muodoltaan, kooltaan, lukumäärältään ja sijoittumiseltaan solun sisällä.

Tässä verrataan eukaryoottisten kromosomien ominaisuuksia prokaryoottisten kromosomien ominaisuuksiin:

	Eukaryoottinen kromosomi	Prokaryoottinen kromosomi
Muoto	Lineaarinen	Ympyrän muoto
Koko	Suuri	Pieni	Pieni
Luku	Luku	Luku	Luku	Luku	Luku	Luku	Luku	Ydin	Nukleoidi (alue sytoplasmassa)
Säilytysproteiinit	Histoonit	Nukleoidi-associated proteins

Visible Body Biology

Learn more