गुणसूत्र: वे क्या हैं, विशेषताएं और वे कैसे काम करते हैं

हमारा डीएनए, जो हमारी कोशिकाओं के केंद्रक में पाया जाता है, गुणसूत्रों के रूप में व्यवस्थित होता है, कोशिका विभाजन के दौरान दिखाई देने वाली संरचनाएं जो पिता और माता दोनों से विरासत में मिली हैं।

उनमें वे जीन होते हैं जो हमारी शारीरिक और व्यक्तित्व विशेषताओं को कूटबद्ध करते हैं। वे मनुष्य के लिए अद्वितीय नहीं हैं, क्योंकि प्रत्येक जीव में गुणसूत्र होते हैं, हालांकि विभिन्न आकार और मात्रा में।

आइए एक नज़र डालते हैं कि वे क्या हैं, उनके हिस्से क्या हैं, उनमें क्या है और यूकेरियोटिक जीवों और प्रोकैरियोटिक जीवों में क्या अंतर है।

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गुणसूत्र क्या होते हैं

क्रोमोसोम (ग्रीक "क्रोमा", "रंग, धुंधला" और "सोमा", "शरीर या तत्व" से) डीएनए और प्रोटीन से बने उच्च संगठित संरचनाओं में से प्रत्येक हैंजिसमें अधिकांश आनुवंशिक जानकारी पाई जाती है। उनके नाम का कारण इस तथ्य के कारण है कि जब उन्हें खोजा गया था तो यह इस तथ्य के लिए धन्यवाद था कि वे संरचनाएं हैं जो सूक्ष्मदर्शी की तैयारी में गहरे रंग के दाग हैं।

जबकि गुणसूत्र यूकेरियोटिक कोशिकाओं में कोशिका नाभिक के भीतर होते हैं, यह समसूत्रण के दौरान होता है और अर्धसूत्रीविभाजन, जब कोशिका विभाजित होती है, तो गुणसूत्र अपना विशिष्ट X (या Y) आकार प्रस्तुत करते हैं।

एक ही प्रजाति के व्यक्तियों के गुणसूत्रों की संख्या स्थिर होती हैयह जैविक विज्ञान के भीतर व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला मानदंड है, यह निर्धारित करने के लिए कि एक प्रजाति कहां से शुरू होती है और समाप्त होती है। किसी प्रजाति के गुणसूत्रों की संख्या को एक संख्या के साथ निर्दिष्ट किया जाता है, इसे प्लोइडी कहा जाता है और यह कोशिका के प्रकार और जीव की विशेषताओं के आधार पर 1n, 2n, 4n... मनुष्य में 23 जोड़े गुणसूत्र होते हैं, जिनमें से एक जोड़ी हमारे लिंग का निर्धारण करती है।

क्रोमैटिन की संरचना और रासायनिक संरचना

यूकेरियोटिक कोशिकाओं के गुणसूत्र होते हैं लंबे डबल हेलिक्स डीएनए अणु वे दो प्रकार, हिस्टोन और गैर-हिस्टोन के प्रोटीन से निकटता से संबंधित हैं।

गुणसूत्र कैसे पाए जा सकते हैं यह कोशिका के चरण पर निर्भर करता है. उन्हें शिथिल रूप से संकुचित और शिथिल पाया जा सकता है, जैसे कि इंटरफेस में कोशिकाओं के नाभिक में या सामान्य अवस्था में, या अत्यधिक संकुचित और अलग से दिखाई देने वाला, जैसा कि तब होता है जब माइटोटिक मेटाफ़ेज़ होता है, विभाजन के चरणों में से एक one मोबाइल।

क्रोमेटिन वह रूप है जिसमें डीएनए कोशिका के केंद्रक में प्रकट होता है, और आप कह सकते हैं कि गुणसूत्र किससे बने होते हैं। यह घटक डीएनए, हिस्टोनिक और गैर-हिस्टोनिक प्रोटीन, साथ ही आरएनए से बना है।

1. हिस्टोन

हिस्टोन लाइसिन और आर्जिनिन से भरपूर प्रोटीन होते हैं, जो डीएनए के साथ मिलकर एक सबयूनिट बनाते हैं, जिसे न्यूक्लियोसोम कहा जाता है, जिसे पूरे क्रोमैटिन में दोहराया जाता है। यूकेरियोटिक जीवों में पाए जाने वाले मुख्य हिस्टोन हैं: H1, H2A, H2B, H3 और H4।

जीन जो हिस्टोन को एनकोड करते हैं उन्हें निचे या "क्लस्टर्स" में समूहीकृत किया जाता है, जिन्हें दसियों से सैकड़ों बार दोहराया जाता है। प्रत्येक क्लस्टर में जी-सी (गुआनिन-साइटोसिन) जोड़े में समृद्ध जीन होते हैं, जो हिस्टोन को कूटबद्ध करते हैं निम्नलिखित क्रम में H1-H2A-H3-H2B-H4।

2. न्यूक्लियोसोम

क्रोमैटिन, इंटरफ़ेस के दौरान, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप द्वारा देखा जा सकता है, जो एक हार या माला के समान आकार प्रस्तुत करता है। हार पर प्रत्येक मोती एक गोलाकार सबयूनिट है, जिसे न्यूक्लियोसोम कहा जाता है, जो डीएनए फाइबर के साथ जुड़ा हुआ है, और क्रोमैटिन की मूल इकाई है।

एक न्यूक्लियोसोम सामान्य रूप से डीएनए के 200 आधार जोड़े से जुड़ा होता है, एक मज्जा और एक लिंकर द्वारा गठित। मज्जा एक ऑक्टेमर से बना होता है जो हिस्टोन H2A, H2B, H3 और H4 के दो उप-इकाइयों से बना होता है। मज्जा के चारों ओर डीएनए घाव है, जिससे लगभग दो मोड़ आते हैं। शेष डीएनए लिंकर का हिस्सा है, जो हिस्टोन एच 1 के साथ बातचीत करता है।

हिस्टोन के साथ डीएनए का जुड़ाव न्यूक्लियोसोम उत्पन्न करता है, लगभग 100 100 (Ångström) व्यास में। बदले में, न्यूक्लियोसोम को एक सोलनॉइड बनाने के लिए कुंडलित किया जा सकता है, जो इंटरफेज़ नाभिक (300 ) के क्रोमैटिन फाइबर का गठन करता है। वे और भी आगे मुड़ सकते हैं, 6000 of के व्यास के साथ सुपर सोलनॉइड बनाते हैं, मेटाफ़ेज़ गुणसूत्रों के तंतुओं का निर्माण करते हैं।

3. गैर हिस्टोनिक प्रोटीन

गैर-हिस्टोन प्रोटीन हैं सोडियम क्लोराइड के साथ नाभिक के क्रोमैटिन से निकाले गए हिस्टोन के अलावा अन्य प्रोटीन proteins (NaCl) में मूल अमीनो एसिड (25%), अम्लीय अमीनो एसिड की उच्च सामग्री (20-30%), प्रोलाइन का उच्च अनुपात (7%) या हाइड्रोफोबिक अमीनो एसिड की कम सामग्री होती है।

गुणसूत्रों के भाग

क्रोमैटिन का संगठन पूरे क्रोमोसोम में एक समान नहीं होता है। विभेदित तत्वों की एक श्रृंखला को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: सेंट्रोमियर, टेलोमेरेस, न्यूक्लियोलस आयोजन क्षेत्र और कालक्रम, जिनमें से सभी में विशिष्ट डीएनए अनुक्रम हो सकते हैं।

1. सेंट्रोमीयरों

सेंट्रोमियर क्रोमोसोम का वह हिस्सा है, जो दाग लगने पर बाकी की तुलना में कम दागदार दिखाई देता है। यह क्रोमोसोम का वह क्षेत्र है जो अक्रोमैटिक स्पिंडल के तंतुओं के साथ इंटरैक्ट करता है प्रोफ़ेज़ से एनाफ़ेज़ तक, माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन दोनों में। यह कोशिका विभाजन के चरणों के दौरान होने वाले गुणसूत्र आंदोलनों को करने और विनियमित करने के लिए जिम्मेदार है।

2. टेलोमेयर

टेलोमेरेस गुणसूत्रों के अंग बनाने वाले भाग हैं। वे ऐसे क्षेत्र हैं जिनमें गैर-कोडिंग डीएनए है, अत्यधिक दोहराव, जिसका मुख्य कार्य यूकेरियोटिक कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संरचनात्मक स्थिरता है।

3. न्यूक्लियोलस आयोजन क्षेत्र

सेंट्रोमियर और टेलोमेरेस के अलावा, जिन्हें प्राथमिक कसना कहा जाता हैकुछ गुणसूत्रों में अन्य प्रकार के पतले क्षेत्र पाए जा सकते हैं, जिन्हें द्वितीयक कसना कहा जाता है, जो राइबोसोमल डीएनए अनुक्रमों की उपस्थिति से निकटता से संबंधित हैं।

वे क्षेत्र न्यूक्लियोलस आयोजन क्षेत्र (NORs) हैं। राइबोसोमल डीएनए अनुक्रम न्यूक्लियोलस के भीतर समाहित होते हैं, जो अधिकांश सेल चक्र के लिए एनओआर द्वारा शामिल रहता है।

4. क्रोमोमर्स

क्रोमोमर्स क्रोमोसोम के मोटे और सघन क्षेत्र होते हैं, जो क्रोमोसोम के साथ कमोबेश समान रूप से वितरित होते हैं, और क्रोमेटिन (प्रोफ़ेज़) के कम संघनन के साथ समसूत्रण या अर्धसूत्रीविभाजन के चरणों के दौरान देखे जा सकते हैं।

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गुणसूत्र आकार

गुणसूत्रों का आकार सभी दैहिक (गैर-यौन) कोशिकाओं के लिए समान होता है, और प्रत्येक प्रजाति की विशेषता होती है। रूप निर्भर करता है, मूल रूप से, पर क्रोमोसोम का स्थान और क्रोमैटिड पर उसका स्थान.

जैसा कि हमने पहले ही उल्लेख किया है, गुणसूत्र मूल रूप से सेंट्रोमियर से बना होता है जो गुणसूत्र को एक छोटी और लंबी भुजा में विभाजित करता है। सेंट्रोमियर की स्थिति गुणसूत्र से गुणसूत्र में भिन्न हो सकती है, जिससे उन्हें अलग-अलग आकार मिलते हैं.

1. मेटासेंट्रिक

यह प्रोटोटाइपिकल क्रोमोसोम है, सेंट्रोमियर क्रोमोसोम के बीच में स्थित होता है और दोनों भुजाओं की लंबाई समान होती है।

2. सबमेटासेंट्रिक

गुणसूत्र की एक भुजा की लंबाई दूसरे से अधिक होती है, लेकिन यह कोई अतिशयोक्तिपूर्ण बात नहीं है।

3. अग्रकेंद्रिक

एक हाथ बहुत छोटा है और दूसरा बहुत लंबा है।

4. टेलोसेंट्रिक

गुणसूत्र की एक भुजा बहुत छोटी होती है, जिसका केन्द्रक एक सिरे की ओर होता है।

संख्यात्मक स्थिरता का नियम

आम तौर पर, अधिकांश जानवरों और पौधों की प्रजातियों में, उसी के सभी व्यक्तियों में गुणसूत्रों की एक स्थिर और निर्धारित संख्या होती है, जो इसके कैरियोटाइप का गठन करता है। इस नियम को गुणसूत्रों की संख्यात्मक नियति का नियम कहते हैं। उदाहरण के लिए, मनुष्य के मामले में, हम में से अधिकांश लोग 23 जोड़े प्रस्तुत करते हैं।

हालांकि, यह सच है कि ऐसे व्यक्ति हैं जो गुणसूत्रों के वितरण में त्रुटियों के कारण होते हैं युग्मकों या सेक्स कोशिकाओं के निर्माण के दौरान, उन्हें एक अलग संख्या प्राप्त होती है गुणसूत्र। यह डाउन सिंड्रोम (क्रोमोसोम 21 का ट्राइसॉमी), क्लाइनफेल्टर (XXY पुरुष) XYY पुरुष और XXX महिलाओं जैसी चिकित्सीय स्थितियों का मामला है।

द्विगुणित प्रजातियों द्वारा प्रदर्शित गुणसूत्रों की संख्याजैसा कि हमारे मामले में है, इसमें प्रत्येक प्रकार के दो जोड़े गुणसूत्र होते हैं, और इसे 2n के रूप में दर्शाया जाता है। अगुणित जीवों में, अर्थात्, जिनमें प्रत्येक गुणसूत्र का केवल एक सेट होता है, उन्हें अक्षर n द्वारा दर्शाया जाता है। पॉलीप्लोइड प्रजातियां हैं, जिनमें प्रत्येक गुणसूत्र के दो से अधिक सेट होते हैं, जिन्हें 3n, 4n के रूप में दर्शाया जाता है ...

यह जितना आश्चर्यजनक लग सकता है, गुणसूत्रों की संख्या और उनकी जटिलता की डिग्री के बीच कोई संबंध नहीं है। पौधों की प्रजातियां हैं, जैसे कि हाप्लोप्पस ग्रासिलिस, जिसमें केवल चार गुणसूत्र होते हैं, जबकि अन्य सब्जियों, जैसे कि ब्रेड गेहूं के पौधे में, हमारी प्रजातियों की तुलना में 42 अधिक होती है, लेकिन यह अभी भी बिना मस्तिष्क या अन्य अंगों वाली सब्जी है। आज तक ज्ञात सबसे अधिक गुणसूत्रों वाले जीव को औलाकांथा कहा जाता है, एक सूक्ष्मजीव है जिसमें 1600 गुणसूत्र होते हैं

लिंग गुणसूत्र

कई जीवों में, समजात गुणसूत्रों में से एक जोड़े बाकी से अलग होता है, और व्यक्ति के लिंग को निर्धारित करता है। यह यह मानव प्रजाति में होता है और इन गुणसूत्रों को सेक्स क्रोमोसोम या हेटरोक्रोमोसोम कहा जाता है.

XY निर्धारण प्रणाली

यह है इंसानों और कई अन्य जानवरों की लिंग निर्धारण प्रणाली:

मादाएं XX (सजातीय महिला) हैं, अर्थात, दो एक्स गुणसूत्र हैं और केवल एक्स गुणसूत्र के साथ अंडे देने में सक्षम होंगे.

दूसरी ओर, पुरुष, XY (विषमयुग्मजी पुरुष) होते हैं, जिनमें X और Y गुणसूत्र होते हैं, और एक या दूसरे के साथ शुक्राणु देने में सक्षम होते हैं।

डिंब और शुक्राणु के बीच मिलन व्यक्तियों या XX या XY को देगा, एक या दूसरे जैविक सेक्स के होने की संभावना 50% है।

ZW निर्धारण प्रणाली

यह अन्य प्रजातियों का है, जैसे कि तितलियाँ या पक्षी. पिछले मामले में विपरीत है, और इस कारण भ्रम से बचने के लिए अन्य अक्षरों का उपयोग करना पसंद किया जाता है।

नर ZZ (समयुग्मक नर) हैं, और मादा ZW (विषमयुग्मी मादा) हैं।

एक्सओ निर्धारण प्रणाली

और अगर पिछली प्रणाली बहुत दुर्लभ नहीं निकली, तो यह निश्चित रूप से किसी को भी उदासीन नहीं छोड़ेगी।

यह मुख्य रूप से मछली और उभयचरों में और कुछ अन्य कीड़ों में भी होता है, क्योंकि उनके पास X के अलावा कोई लिंग गुणसूत्र नहीं होता है, अर्थात, आपके पास Y. जैसा कुछ नहीं है.

लिंग का निर्धारण इस बात से होता है कि उनके पास दो X हैं या सिर्फ एक। पुरुष XO है, इसका मतलब है कि उसके पास केवल एक लिंग गुणसूत्र, X है, जबकि महिला XX है, जिसमें दो हैं।

मानव गुणसूत्र

मनुष्य में 23 जोड़े क्रोमोसोम होते हैं, जिनमें से 22 ऑटोसोम और एक जोड़ी सेक्स क्रोमोसोम होते हैं. इस पर निर्भर करते हुए कि आप पुरुष हैं या महिला, आपके पास क्रमशः XY या XX लिंग गुणसूत्र हैं।

मानव जीनोम का कुल आकार, यानी हमारी प्रजाति के जीनों की संख्या लगभग 3,200 मिलियन डीएनए बेस पेयर है, जिसमें 20,000-25,000 जीन होते हैं। एन्कोडेड मानव डीएनए अनुक्रम में मानव प्रोटिओम की अभिव्यक्ति के लिए आवश्यक जानकारी होती हैयानी प्रोटीन का वह समुच्चय जिसे मनुष्य संश्लेषित करता है और यही कारण है कि हम जैसे हैं वैसे हैं।

यह अनुमान लगाया गया है कि जीन से संबंधित डीएनए का लगभग 95% गैर-कोडिंग डीएनए के अनुरूप होगा, जिसे आमतौर पर "जंक डीएनए" कहा जाता है: स्यूडोजेन, जीन के टुकड़े, इंट्रोन्स... हालांकि, हालांकि यह सोचा गया था कि ये डीएनए अनुक्रम क्रोमोसोमल क्षेत्र थे जिनमें कोई कार्य नहीं था, हाल ही में शोध ने इस पर सवाल उठाया है पुष्टि.

प्रोकैरियोटिक गुणसूत्र

प्रोकैरियोटिक जीव, जिनके राज्य बैक्टीरिया और आर्किया के हैं, में केवल एक गुणसूत्र होता है, एक गोलाकार रूप में, हालांकि यह सच है कि इस नियम के अपवाद हैं। इस प्रकार के गुणसूत्र, जिसे आमतौर पर जीवाणु गुणसूत्र कहा जाता है, में लगभग 160,000 आधार जोड़े हो सकते हैं।

यह गुणसूत्र जीव के पूरे कोशिका द्रव्य में बिखरा हुआ है, क्योंकि इन जीवित प्राणियों में एक परिभाषित नाभिक नहीं होता है।

ग्रंथ सूची संदर्भ:

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