Chromosomy eukariotyczne

Chromatyna składa się z całego DNA w jądrze, jak również z powiązanych z nim białek. Istnieją trzy podstawowe warstwy rusztowania chromatyny, które skutkują skondensowaną cząsteczką DNA.

Cząsteczka DNA w kształcie podwójnej helisy, która tworzy każdy chromosom, jest najpierw zwinięta wokół skupisk białek histonowych. Jednostka około 200 par zasad DNA owiniętych wokół ośmiu białek histonowych tworzy najmniejszą jednostkę DNA pakowania struktury, nucleosome.

Nukleosomy i linker DNA, który łączy je, jak paciorki na sznurku, pętli do postaci bardziej ciasno pakowane 30-nm włókien solenoidowych. Następnie, 30-nm włókna są zwijane dalej i składane w pętle, które są ciasno upakowane razem. Ten ostatni etap rusztowania produkuje chromosomy obserwowalne w metafazie mitozy lub meiosis.

Proces, który tworzy włókna 30nm jest nazywany supercoiling. Supercoiling wykorzystuje zastosowanie napięcia do skręcenia cząsteczki DNA, więc owija się wokół siebie, tworząc loops.

Nawet z mikroskopem, poszczególne chromosomy są wyraźnie widoczne w jądrze tylko podczas procesu podziału komórki (mitozy lub mejozy). Dzieje się tak dlatego, że chromatyna, z której zbudowane są chromosomy, jest setki, a nawet tysiące razy mniej skondensowana podczas interfazy niż wtedy, gdy komórka aktywnie się dzieli.

Przed podziałem komórki eukariotycznej każdy chromosom ulega duplikacji, tworząc dwie identyczne chromatydy siostrzane połączone ze sobą wzdłużnie z ich najsilniejszym połączeniem w centromerze.
Komórki somatyczne rozmnażających się płciowo organizmów eukariotycznych są diploidalne, co oznacza, że mają 2 zestawy chromosomów homologicznych.
Telomery chronią końce chromosomów i skracają się przy każdym podziale komórki.
Chromosomy eukariotyczne i prokariotyczne różnią się kształtem, rozmiarem, liczbą i lokalizacją w komórce.
Biologia ciała widzialnego

Przed podziałem komórki eukariotycznej każdy chromosom ulega duplikacji, tworząc dwie identyczne chromatydy siostrzane połączone ze sobą wzdłużnie z ich najsilniejszym połączeniem w centromerze.

Przed rozpoczęciem mitozy DNA komórki replikuje się, tworząc identyczną kopię każdego chromosomu.

To właśnie podczas mitozy lub mejozy można zaobserwować struktury w kształcie litery X, które zwykle wyobrażamy sobie, myśląc o chromosomach.

Każdy z tych chromosomów w kształcie litery X składa się z dwóch identycznych chromatyd siostrzanych. Zasadniczo można myśleć o chromatydzie jako o jednej kopii chromosomu.

Siostrzane chromatydy są połączone ze sobą przez region chromosomu zwany centromerem. Podczas mitozy włókna wrzeciona przyczepiają się do tego regionu i ostatecznie odciągają chromatydy siostrzane od siebie, tworząc dwa oddzielne chromosomy, po jednym dla każdej komórki potomnej.

Centromer dzieli również każdy chromatyd na dwa regiony: ramię p i ramię q. Ramię p to krótsze ramię, a ramię q to dłuższe ramię. Kiedy genetycy opisują lokalizację genu na chromosomie, podają numer chromosomu (1-22, X i Y dla ludzi), ramię (p lub q) i lokalizację genu na ramieniu.

Komórki somatyczne rozmnażających się płciowo organizmów eukariotycznych są diploidalne, co oznacza, że mają 2 zestawy chromosomów homologicznych.

Komórki somatyczne ciała ludzkiego – czyli komórki, które nie są gametami, czyli komórkami płciowymi – mają po 46 chromosomów. Są one komórkami diploidalnymi, co oznacza, że te 46 chromosomów jest zorganizowanych w 23 pary. Diploidalny jest czasem skrótem od 2n (gdzie n to liczba różnych chromosomów).

W ludziach, 22 z 23 par chromosomów to autosomy, czyli chromosomy nie płciowe. Są one określane jako pary homologiczne, ponieważ dwa chromosomy w obrębie pary mają ten sam rozmiar i kształt oraz zawierają te same geny (z potencjalnie różnymi allelami, które są alternatywnymi wersjami genu). 23. para składa się z chromosomów płci. Zazwyczaj ludzie, którzy są biologicznie męscy, mają genotyp XY (chromosom X i chromosom Y), a ludzie, którzy są biologicznie żeńscy, mają genotyp XX (dwa chromosomy X). Para XX, ale nie para XY, jest uważana za parę homologiczną.

Komórki płciowe, czyli gamety, rozmnażających się płciowo organizmów eukariotycznych są haploidalne (1n), co oznacza, że mają tylko 23 niesparowane chromosomy. Kiedy plemnik zapładnia komórkę jajową, powstała zygota jest diploidalna; połączenie dwóch haploidalnych komórek płciowych skutkuje tym, że zygota ma pełne 46 chromosomów. Jeden chromosom w każdej parze pochodzi z komórki jajowej matki, a drugi z komórki plemnikowej ojca.

Telomery chronią końce chromosomów i skracają się przy każdym podziale komórki.

Telomery są specjalnymi regionami, znajdującymi się na każdym końcu chromosomu, które składają się z powtarzających się sekwencji par zasad. Są one zazwyczaj opisywane jako podobne do plastikowych czapeczek na końcach sznurowadeł. Dzieje się tak, ponieważ chronią one końce chromosomów i utrzymują je przed przyklejeniem się do innych chromosomów.

Jednakże najważniejszą funkcją telomerów jest to, że pozwalają one komórkom dzielić się bez utraty ich materiału genetycznego. Gdyby nie było telomerów, niektóre pary zasad byłyby tracone za każdym razem, gdy ma miejsce replikacja DNA. Na szczęście to właśnie telomery, a nie geny, skracają się przy każdym podziale komórki. Na przykład, telomery w komórkach ludzkich generalnie tracą od 30 do 200 par zasad przy każdym podziale komórki.

Normalnie komórka w organizmie ludzkim może podzielić się około 50-70 razy, zanim stanie się starcza (nieaktywna, już się nie dzieli) lub umrze. Z wiekiem telomery na końcach chromosomów stopniowo się skracają.

Specjalny enzym zwany telomerazą dodaje telomery do końców replikowanych chromosomów, co oznacza, że komórki z podwyższonym poziomem tego enzymu – takie jak plemniki i komórki jajowe lub niektóre komórki nowotworowe – mogą dzielić się częściej.