Cromatina este formată din tot ADN-ul din nucleu, precum și din proteinele asociate acestuia. Există trei straturi de bază de scheletare a cromatinei care au ca rezultat o moleculă de ADN condensată.
Moléculele de ADN în formă de dublu helix care alcătuiesc fiecare cromozom sunt mai întâi înfășurate în jurul unor grupuri de proteine histone. O unitate de aproximativ 200 de perechi de baze de ADN înfășurate în jurul a opt proteine histone constituie cea mai mică unitate de structură de împachetare a ADN-ului, un nucleozom.
Nucleozomii și ADN-ul de legătură care îi conectează, ca niște mărgele pe o sfoară, se înfășoară în buclă pentru a forma fibre solenoidale de 30 de nm mai strâns împachetate. Apoi, fibrele de 30 nm sunt înfășurate în continuare și pliate în bucle care sunt strâns împachetate împreună. Această ultimă etapă de eșafodaj produce cromozomii observabili în metafaza mitozei sau a meiozei.
Procesul care creează fibrele de 30 nm se numește supraînfășurare. Superbobinarea folosește aplicarea unei tensiuni pentru a răsuci o moleculă de ADN, astfel încât aceasta se înfășoară în jurul ei însăși, creând bucle.
Chiar și cu ajutorul unui microscop, cromozomii individuali sunt clar vizibili în nucleu doar în timpul procesului de diviziune celulară (fie mitoză, fie meioză). Acest lucru se datorează faptului că cromatina care alcătuiește cromozomii este de sute sau chiar de mii de ori mai puțin condensată în timpul interfazei decât atunci când celula se divide în mod activ.
- Înainte ca o celulă eucariotă să se dividă, fiecare cromozom se dublează, formând două cromatide surori identice, unite pe lungime, cu cea mai puternică legătură a lor la nivelul centromerului.
- Celulele somatice ale organismelor eucariote care se reproduc sexual sunt diploide, ceea ce înseamnă că au 2 seturi de cromozomi omologi.
- Telomerii protejează capetele cromozomilor și se scurtează de fiecare dată când o celulă se divide.
- Cromozomii eucarioți și procarioți diferă prin forma, dimensiunea, numărul și localizarea lor în interiorul celulei.
- Biologia corpului vizibil
Înainte ca o celulă eucariotă să se dividă, fiecare cromozom se dublează, formând două cromatide surori identice, unite pe lungime, cu cea mai puternică legătură a lor la nivelul centromerului.
Înainte de începerea mitozei, ADN-ul unei celule se replică singur, realizând o copie identică a fiecărui cromozom.
În timpul mitozei sau a meiozei pot fi observate structurile în formă de X pe care ni le imaginăm de obicei când ne gândim la cromozomi.
Care dintre acești cromozomi în formă de X este format din două cromatide surori identice. Practic, vă puteți gândi la o cromatidă ca la o copie a unui cromozom.
Cromatidele surori sunt conectate între ele printr-o regiune a cromozomului numită centromer. În timpul mitozei, fibrele fusiforme se atașează de această regiune și, în cele din urmă, ele îndepărtează cromatidele surori pentru a forma doi cromozomi separați, unul pentru fiecare celulă fiică.
Centromerul împarte, de asemenea, fiecare cromatidă în două regiuni: brațul p și brațul q. Brațul p este brațul mai scurt, iar brațul q este brațul mai lung. Când geneticienii descriu localizarea unei gene pe un cromozom, ei vor specifica numărul cromozomului (1-22, X și Y pentru oameni), brațul (p sau q) și localizarea genei pe braț.
Celulele somatice ale organismelor eucariote care se reproduc sexual sunt diploide, ceea ce înseamnă că au 2 seturi de cromozomi omologi.
Celele somatice ale corpului uman – adică celulele care nu sunt gameți sau celule sexuale – au fiecare 46 de cromozomi. Ele sunt celule diploide, ceea ce înseamnă că acești 46 de cromozomi sunt organizați în 23 de perechi. Diploid este uneori abreviat ca 2n (unde n este numărul de cromozomi diferiți).
La om, 22 din cele 23 de perechi de cromozomi sunt autosomi, sau cromozomi non-sexuali. Acestea sunt denumite perechi omoloage, deoarece cei doi cromozomi din cadrul perechii au aceeași dimensiune și formă și conțin aceleași gene (cu alele potențial diferite, care sunt versiuni alternative ale unei gene). Cea de-a 23-a pereche este formată din cromozomii sexuali. În mod obișnuit, persoanele care sunt biologic de sex masculin au un genotip XY (un cromozom X și un cromozom Y), iar persoanele care sunt biologic de sex feminin au un genotip XX (doi cromozomi X). Perechea XX, dar nu și perechea XY, este considerată a fi o pereche omologă.
Celeulele sexuale, sau gameții, ale organismelor eucariote care se reproduc sexual sunt haploide (1n), ceea ce înseamnă că au doar 23 de cromozomi nepereche. Atunci când un spermatozoid fertilizează un ovul, zigotul rezultat este diploid; combinația dintre cele două celule sexuale haploide este cea care face ca zigotul să aibă cei 46 de cromozomi complecși. Un cromozom din fiecare pereche provine de la ovulul mamei, iar celălalt provine de la spermatozoidul tatălui.
Telomerii protejează capetele cromozomilor și se scurtează de fiecare dată când o celulă se divide.
Telomerii sunt regiuni speciale, situate la fiecare capăt al cromozomului, care constau în secvențe repetitive de perechi de baze. Ele sunt descrise de obicei ca fiind asemănătoare cu capacele de plastic de la capetele șireturilor de pantofi. Acest lucru se datorează faptului că ei protejează capetele cromozomilor și îi împiedică să se lipească de alți cromozomi.
Cu toate acestea, cea mai importantă funcție a telomerilor este că permit celulelor să se dividă fără a-și pierde materialul genetic. Dacă nu ar exista telomeri, unele perechi de baze ar fi pierdute de fiecare dată când are loc replicarea ADN-ului. Din fericire, telomerii, și nu genele, sunt cei care se scurtează la fiecare diviziune celulară. De exemplu, telomerii din celulele umane pierd, în general, între 30 și 200 de perechi de baze de fiecare dată când o celulă se divide.
În mod normal, o celulă din corpul uman se poate diviza de aproximativ 50-70 de ori înainte de a deveni senescentă (inactivă, nu se mai divide) sau de a muri. Pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, telomerii de la capetele cromozomilor devin treptat mai scurți.
O enzimă specială numită telomerază adaugă telomeri la capetele cromozomilor replicați, ceea ce înseamnă că celulele cu un nivel crescut al acestei enzime – cum ar fi spermatozoizii și ovulele sau anumite celule canceroase – se pot diviza mai frecvent.
Cromozomii eucarioți și procarioți diferă prin forma, dimensiunea, numărul și localizarea lor în interiorul celulei.
Iată cum se compară caracteristicile cromozomilor eucarioți cu cele ale cromozomilor procarioți:
| Cromozomul eucariot | Cromozomul procariot | |||
|---|---|---|---|---|
| Formă | Liniară | Circulară | ||
| Dimensiuni | Mare | Mare | Mic | Mic |
| Număr | Multiplu | Singur | ||
| Localizare | Nucleu | Nucleu | Nucleoid (regiune din citoplasmă) | |
| Proteine de stocare | Histone | Nucleoid-proteine asociate cu nucleul |
Biologia corpului vizibil
Aflați mai mult