Estrutura do cromossoma eucariótico

Cromatina consiste de todo o DNA no núcleo, assim como as proteínas associadas. Existem três camadas básicas de andaimes de cromatina que resultam em uma molécula de DNA condensada.

A molécula de DNA em forma de hélice dupla que compõe cada cromossomo é enrolada primeiro em torno de aglomerados de proteínas histônicas. Uma unidade de cerca de 200 pares de bases de ADN enroladas em torno de oito proteínas histónicas constitui a menor unidade de estrutura de enchimento de ADN, um nucleossoma.

Os nucleossomas e o ADN de ligação que os liga, como contas num cordel, formam um laço para formar fibras solenóides de 30 nm mais apertadas. Em seguida, as fibras de 30 nm são enroladas mais e dobradas em laços que são firmemente empacotados juntos. Este último estágio do andaime produz os cromossomos observáveis em metafase de mitose ou meiose.

O processo que cria as fibras de 30nm é chamado de superenrolamento. O super-enrolamento usa a aplicação de tensão para torcer uma molécula de DNA, então ela se envolve em torno de si mesma, criando loops.

Aven com um microscópio, cromossomos individuais são claramente visíveis no núcleo somente durante o processo de divisão celular (seja mitose ou meiose). Isto é porque a cromatina que compõe os cromossomos é centenas, ou mesmo milhares, de vezes menos condensada durante a interfase do que quando a célula está ativamente se dividindo.

Antes da divisão de uma célula eucariótica, cada cromossomo se duplica, formando dois cromossomos irmãos idênticos unidos longitudinalmente com sua conexão mais forte no centrômero.

Antes da mitose começar, o DNA de uma célula se replica, fazendo uma cópia idêntica de cada cromossomo.

É durante a mitose ou meiose que as estruturas em forma de X que normalmente imaginamos quando pensamos em cromossomos podem ser observadas.

Cada um destes cromossomos em forma de X consiste em dois cromossomos irmãos idênticos. Basicamente, você pode pensar em um cromossomo como uma cópia de um cromossomo.

Os cromossomos irmãos estão ligados entre si por uma região do cromossomo chamada centrômero. Durante a mitose, as fibras do fuso se ligam a esta região, e eventualmente puxam os cromossomos irmãos para formar dois cromossomos separados, um para cada célula filha.

O centrômero também divide cada cromatídeo em duas regiões: o braço p e o braço q. O braço p é o braço mais curto, e o braço q é o braço mais longo. Quando os geneticistas descrevem a localização de um gene em um cromossomo, eles especificam o número do cromossomo (1-22, X, e Y para humanos), o braço (p ou q), e a localização do gene no braço.

As células somáticas de organismos eucarióticos sexualmente reprodutores são diplóides, o que significa que têm 2 conjuntos de cromossomas homólogos.

As células somáticas do corpo humano – isto é, as células que não são gametas, ou células sexuais – cada uma tem 46 cromossomas. Elas são células diplóides, o que significa que esses 46 cromossomos estão organizados em 23 pares. Diploid é às vezes abreviado como 2n (onde n é o número de cromossomos diferentes).

Em humanos, 22 dos 23 pares de cromossomos são autossomos, ou cromossomos não-sexuais. Estes são referidos como pares homólogos porque os dois cromossomas dentro do par têm o mesmo tamanho e forma e contêm os mesmos genes (com alelos potencialmente diferentes, que são versões alternativas de um gene). O 23º par é composto pelos cromossomas sexuais. Normalmente, as pessoas que são biologicamente masculinas têm um genótipo XY (um cromossoma X e um cromossoma Y), e as pessoas que são biologicamente femininas têm um genótipo XX (dois cromossomas X). O par XX, mas não o par XY, é considerado um par homólogo.

As células sexuais, ou gametas, de organismos eucarióticos sexualmente reprodutores são haplóides (1n), o que significa que eles têm apenas 23 cromossomas não pareados. Quando uma espermatozóide fertiliza um óvulo, o zigoto resultante é diplóide; a combinação das duas células sexuais haplóides é o que resulta no zigoto ter os 46 cromossomas completos. Um cromossomo em cada par vem da óvulo da mãe, e o outro vem da célula espermática do pai.

Telômeros protegem as extremidades dos cromossomos, e eles ficam mais curtos cada vez que uma célula se divide.

Telômeros são regiões especiais, localizadas em cada extremidade do cromossomo, que consistem em seqüências repetitivas de pares de bases. São tipicamente descritas como sendo como as tampas de plástico nas extremidades dos atacadores. Isto porque protegem as extremidades dos cromossomas e os impedem de aderir a outros cromossomas.

No entanto, a função mais importante dos telómeros é que permitem que as células se dividam sem perder o seu material genético. Se não houvesse telômeros, alguns pares de bases seriam perdidos toda vez que ocorresse a replicação do DNA. Felizmente, são os telômeros, e não os genes, que ficam mais curtos com cada divisão celular. Por exemplo, os telômeros em células humanas geralmente perdem entre 30 e 200 pares de bases toda vez que uma célula se divide.

Normalmente, uma célula no corpo humano pode se dividir cerca de 50-70 vezes antes de se tornar senescente (inativa, não mais se dividindo) ou morrer. Conforme os humanos envelhecem, os telômeros nas extremidades dos cromossomos tornam-se gradualmente mais curtos.

Uma enzima especial chamada telomerase adiciona telômeros às extremidades dos cromossomos replicados, o que significa que células com um nível aumentado desta enzima – como espermatozóides e óvulos – podem se dividir com mais frequência.

Cromossomos eucarióticos e procarióticos diferem em sua forma, tamanho, número e localização dentro da célula.

Aqui está como as características dos cromossomos eucarióticos se comparam com as dos cromossomos procarióticos:

	Cromossoma eucariótico	Cromossoma procariótico
Forma	Linear	Circular
Tamanho	Grande	Pequeno porte	Pequeno porte
Número	Múltiplos	Single
Localização	Núcleo	Nucleóide (região em citoplasma)
Proteínas de armazenamento	Histones	Nucleóide-proteínas associadas

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