염색체: 그것이 무엇인지, 특성 및 작동 방식

우리 세포의 핵에서 발견되는 우리의 DNA는 염색체의 형태로 구성되어 있습니다., 아버지와 어머니 모두로부터 유전되는 세포 분열 동안 보이는 구조.

그 안에는 우리의 해부학적 특성과 성격 특성을 암호화하는 유전자가 있습니다. 모든 유기체에는 모양과 양이 다르지만 염색체가 있기 때문에 인간에게만 있는 것은 아닙니다.

그들이 무엇인지, 그 부분이 무엇인지, 무엇을 함유하고 있는지, 진핵 생물과 원핵 생물의 차이점은 무엇인지 자세히 살펴 보겠습니다.

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염색체 란 무엇입니까?

염색체(그리스어 "chroma", "color, staining" 및 "soma", "body or element"에서 유래) DNA와 단백질로 구성된 고도로 조직화된 각각의 구조, 유전 정보의 대부분이 발견됩니다. 이름이 붙은 이유는 그들이 발견되었을 때 현미경 제제에서 어둡게 염색되는 구조라는 사실 덕분이었다는 사실 때문입니다.

염색체는 진핵 세포의 세포 핵 안에 있지만 유사 분열 중에 있습니다. 감수분열은 세포가 분열할 때 염색체가 특징적인 X(또는 Y) 모양을 나타냅니다.

같은 종의 염색체 수는 일정하다.이것은 생물 과학 내에서 종의 시작과 끝을 결정하는 데 널리 사용되는 기준입니다. 한 종의 염색체 수는 숫자로 지정되며, 이를 Ploidy라고 하며 세포의 종류와 유기체의 특성에 따라 1n, 2n, 4n...으로 기호화합니다. 인간은 23쌍의 염색체를 가지고 있으며 그 중 한 쌍이 우리의 성을 결정합니다.

염색질의 구조 및 화학적 조성

진핵세포의 염색체는 긴 이중 나선 DNA 분자 그들은 히스톤과 비 히스톤의 두 가지 유형의 단백질과 밀접한 관련이 있습니다.

염색체를 찾는 방법은 세포의 단계에 따라 다릅니다.. 경계면에 있는 세포의 핵이나 정상 상태에서와 같이 느슨하게 압축되고 느슨한 상태로 발견될 수 있습니다. 유사분열 중기가 일어날 때 발생하는 것처럼 고도로 압축되고 분리되어 보이는 분열 단계 중 하나 변하기 쉬운.

염색질은 DNA가 세포 핵에서 나타나는 형태입니다., 그리고 당신은 그것이 염색체가 만들어지는 것이라고 말할 수 있습니다. 이 구성 요소는 DNA, 히스톤 및 비히스톤 단백질과 RNA로 구성됩니다.

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1. 히스톤

히스톤은 라이신과 아르기닌이 풍부한 단백질로, DNA와 상호작용하여 뉴클레오솜이라고 하는 소단위를 형성하며 염색질 전체에서 반복됩니다. 진핵 생물에서 발견되는 주요 히스톤은 H1, H2A, H2B, H3 및 H4입니다.

히스톤을 암호화하는 유전자는 수십에서 수백 번 반복되는 틈새 또는 "클러스터"로 그룹화됩니다. 각 클러스터에는 히스톤을 암호화하는 G-C(구아닌-시토신) 쌍이 풍부한 유전자가 포함되어 있습니다. 다음 순서로 H1-H2A-H3-H2B-H4.

2. 뉴클레오솜

간기 동안의 염색질은 전자현미경으로 관찰할 수 있으며 목걸이나 묵주와 비슷한 모양을 보입니다. 목걸이의 각 진주는 뉴클레오솜(nucleosome)이라고 하는 구형 서브유닛으로 DNA 섬유와 함께 연결되어 있으며 염색질의 기본 단위입니다.

뉴클레오솜은 일반적으로 200개의 염기쌍 DNA와 연결되어 있습니다., 수질과 링커에 의해 형성됩니다. 수질은 히스톤 H2A, H2B, H3 및 H4의 두 하위 단위로 구성된 팔량체로 구성됩니다. 골수 주위에 DNA가 감겨 거의 두 번 회전합니다. 나머지 DNA는 히스톤 H1과 상호 작용하는 링커의 일부입니다.

DNA와 히스톤의 결합은 직경이 약 100Å(옹스트롬)인 뉴클레오솜을 생성합니다. 차례로, 뉴클레오솜은 감겨서 솔레노이드를 형성할 수 있으며, 솔레노이드는 간기 핵(300Å)의 염색질 섬유를 구성합니다. 그들은 더 비틀어 직경이 6000Å인 슈퍼 솔레노이드를 형성하여 중기 염색체의 섬유를 형성할 수 있습니다.

3. 비조직성 단백질

비히스톤 단백질은 핵의 염색질에서 염화나트륨으로 추출한 히스톤 이외의 단백질 (NaCl), 염기성 아미노산 함량이 높거나(25%), 산성 아미노산 함량이 높거나(20-30%), 프롤린 함량이 높거나(7%) 소수성 아미노산 함량이 낮습니다.

염색체의 일부

염색질의 조직은 염색체 전체에 걸쳐 균일하지 않습니다. 일련의 차별화된 요소를 구별할 수 있습니다: 중심체, 텔로미어, 핵소체 조직 영역 및 크로노미터는 모두 특정 DNA 서열을 포함할 수 있습니다.

1. 중심

중심체는 염색되었을 때 나머지 부분에 비해 덜 염색된 것처럼 보이는 염색체의 일부입니다. 무채색 방추의 섬유와 상호 작용하는 염색체 영역입니다 유사분열과 감수분열 모두에서 전단계에서 후기로. 그것은 세포 분열 단계에서 발생하는 염색체 운동을 수행하고 조절하는 역할을 합니다.

2. 텔로미어

텔로미어는 염색체의 사지를 형성하는 부분입니다. 그들은 진핵 세포에서 염색체의 구조적 안정성이 주요 기능인 고도로 반복적인 비암호화 DNA가 있는 영역입니다.

3. 핵소체 조직 영역

1차 수축이라고 하는 중심체와 텔로미어 외에도일부 염색체에서는 리보솜 DNA 서열의 존재와 밀접한 관련이 있는 2차 수축이라고 하는 다른 유형의 얇은 영역이 발견될 수 있습니다.

이러한 영역은 핵소체 구성 영역(NOR)입니다. 리보솜 DNA 서열은 핵소체 내에 포함되며, 이는 세포 주기의 대부분 동안 NOR에 의해 포함됩니다.

4. 크로머

염색체는 염색체의 두껍고 조밀한 영역입니다., 염색체를 따라 다소 균일하게 분포되어 있으며 유사분열 또는 감수분열 단계에서 염색질의 응축이 덜한 상태로 시각화될 수 있습니다(전상).

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염색체 모양

염색체의 모양은 모든 체세포(무성) 세포에서 동일하며 각 종의 특징입니다. 형식은 기본적으로 염색체의 위치와 염색분체 상의 위치.

이미 언급했듯이 염색체는 기본적으로 염색체를 짧은 팔과 긴 팔로 나누는 중심체로 구성됩니다. 센트로미어의 위치는 염색체마다 다양하여 모양이 다를 수 있습니다..

1. 메타센트릭

그것은 원형 염색체이며 중심체는 염색체의 중앙에 위치하고 두 팔의 길이는 같습니다.

2. 서브메타센트릭

염색체의 한 쪽 팔의 길이가 다른 쪽 팔보다 길지만 그다지 과장된 것은 아닙니다.

3. 아크로센트릭

한 팔은 매우 짧고 다른 팔은 매우 깁니다.

4. Telocentric

염색체의 한쪽 팔은 매우 짧고 중심체가 한쪽 끝에 있습니다.

수치 불변성의 법칙

일반적으로 대부분의 동식물 종에서 모든 개체는 일정하고 결정된 수의 염색체를 가지고 있습니다., 핵형을 구성합니다. 이 규칙을 염색체의 수치적 불변성의 법칙이라고 합니다. 예를 들어, 인간의 경우 우리 대부분은 23쌍을 제시합니다.

그러나 염색체 분포의 오류로 인해 배우자 또는 성 세포가 형성되는 동안 다른 수의 염색체. 다운 증후군(21번 염색체의 삼염색체), 클라인펠터(XXY 남성) XYY 남성 및 XXX 여성과 같은 의학적 상태의 경우입니다.

이배체 종에 의해 나타나는 염색체의 수우리의 경우와 마찬가지로 각 유형의 두 쌍의 염색체를 가지며 2n으로 표시됩니다. 반수체 유기체, 즉 각 염색체의 한 세트만 포함하는 유기체에서는 문자 n으로 표시됩니다. 3n, 4n ...

놀랍게 보일 수 있지만 염색체의 수와 복잡성 정도 사이에는 아무런 관계가 없습니다. 등의 식물종이 있다. 하플로파푸스 그라실리스, 4개의 염색체만 가지고 있는 반면, 빵밀 식물과 같은 다른 채소는 42개의 염색체를 가지고 있어 우리 종보다 많지만 여전히 뇌나 다른 기관이 없는 채소입니다. 현재까지 알려진 가장 많은 염색체를 가진 유기체는 Aulacantha라고 불립니다.는 1600개의 염색체를 가진 미생물이다.

성염색체

많은 유기체에서 상동 염색체 쌍 중 하나가 나머지와 다르며 개인의 성을 결정합니다. 이 그것은 인간 종에서 발생하며 이러한 염색체를 성염색체 또는 이형염색체라고 합니다..

XY 결정 시스템

이것은 인간과 다른 많은 동물의 성 결정 시스템입니다.

여성은 XX(동종 여성), 즉, 2개의 X염색체를 갖고 X염색체를 가진 난자만 분만할 수 있음.

반면에 수컷은 XY(heterogametic male)로 X 염색체와 Y 염색체를 가지고 있으며 둘 중 하나에 정자를 줄 수 있습니다.

난자와 정자의 결합은 개인 또는 XX 또는 XY를 제공합니다., 하나 또는 다른 생물학적 성별의 확률이 50%입니다.

ZW 결정 시스템

이것은 나비나 새와 같은 다른 종의 것입니다.. 앞의 경우와 반대의 경우이므로 혼동을 피하기 위해 다른 문자를 사용하는 것이 좋습니다.

수컷은 ZZ(동형남성)이고, 암컷은 ZW(이성체 암컷)입니다.

XO 판정 시스템

그리고 이전 시스템이 매우 드문 것으로 판명되지 않았다면 이것은 분명히 아무도 무관심하지 않을 것입니다.

그것은 주로 물고기와 양서류에서 발생하며 일부 다른 곤충에서도 발생합니다. X 이외의 성염색체가 없기 때문입니다. 즉, Y 같은 것이 없어.

성은 두 개의 X가 있는지 아니면 하나만 있는지에 따라 결정됩니다. 남성은 XO인데, 이는 성염색체 X가 하나만 있는 반면 여성은 XX로 2개라는 것을 의미합니다.

인간 염색체

인간은 23쌍의 염색체를 가지고 있으며 그 중 22쌍은 상염색체이고 1쌍은 성염색체입니다.. 남성인지 여성인지에 따라 성염색체는 각각 XY 또는 XX입니다.

인간 게놈의 전체 크기, 즉 우리 종의 유전자 수는 약 32억 개의 DNA 염기쌍으로 20,000~25,000개의 유전자를 포함합니다. 인코딩된 인간 DNA 서열은 인간 프로테옴의 발현에 필요한 정보를 포함합니다, 즉 인간이 합성하는 단백질의 집합체, 그것이 우리가 있는 그대로의 원인이다.

유전자와 관련된 DNA의 약 95%가 일반적으로 "정크 DNA"라고 불리는 비암호화 DNA에 해당하는 것으로 추정됩니다. introns... 이 DNA 염기서열은 기능이 없는 염색체 영역이라고 생각했지만 최근 연구에서는 이에 대해 의문을 제기하고 있습니다. 확언.

원핵생물 염색체

박테리아와 고세균의 왕국을 가진 원핵 생물은 원형 형태의 염색체가 하나만 있습니다., 이 규칙에 예외가 있는 것은 사실입니다. 일반적으로 박테리아 염색체라고 하는 이러한 유형의 염색체는 약 160,000개의 염기쌍을 포함할 수 있습니다.

이 생물체에는 정의된 핵이 없기 때문에 이 염색체는 유기체의 세포질 전체에 흩어져 있습니다.

참고 문헌:

올린스, D. 과.; 올린스, A. 엘. (2003), Chromatin history: we view from the bridge, Nature Reviews Molecular Cell Biology 4(10): 809-13
크로우, E. 여.; 크로우, J. 에프. (2002), 100년 전: Walter Sutton과 염색체 유전 이론, 유전학 160(1): 1-4
Daintith, John, et al., (1994), Biographical Encyclopedia of Scientists, 두 번째 판. 영국 브리스톨: 물리학 출판 연구소.