Kromozomlar: ne oldukları, özellikleri ve nasıl çalıştıkları

Hücrelerimizin çekirdeğinde bulunan DNA'mız kromozomlar şeklinde düzenlenmiştir., hem babalardan hem de annelerden miras kalan hücre bölünmesi sırasında görülen yapılar.

İçlerinde anatomik ve kişilik özelliklerimizi kodlayan genler vardır. Farklı şekil ve miktarlarda da olsa her organizmanın kromozomları olduğundan, bunlar insana özgü bir şey değildir.

Ne olduklarına, parçalarının ne olduğuna, içerdiklerine ve ökaryotik organizmalar ile prokaryotik organizmalar arasındaki farkın ne olduğuna daha yakından bakalım.

• İlgili makale: "İnsan vücudunun ana hücre tipleri"

kromozomlar nedir

Kromozomlar (Yunanca "kroma", "renk, lekelenme" ve "soma", "vücut veya element") DNA ve proteinlerden oluşan yüksek düzeyde organize olmuş yapıların her biri, genetik bilginin çoğunun bulunduğu yer. İsimlerinin nedeni, keşfedildiklerinde mikroskop müstahzarlarında koyu leke yapan yapılar olmaları nedeniyledir.

Ökaryot hücrelerde kromozomlar hücre çekirdeğinde bulunurken mitoz bölünme sırasındadır. ve mayoz, hücre bölündüğünde, kromozomlar karakteristik X (veya Y) şeklini sunar.

Aynı türe ait bireylerin kromozom sayısı sabittir.Bu, bir türün nerede başlayıp nerede bittiğini belirlemek için biyolojik bilimlerde yaygın olarak kullanılan bir kriterdir. Bir türün kromozom sayısı bir sayı ile belirtilir, buna Ploidi denir ve hücre tipine ve organizmanın özelliklerine bağlı olarak 1n, 2n, 4n... ile sembolize edilir. İnsanlarda bir çift cinsiyetimizi belirleyen 23 çift kromozom vardır.

Kromatinin yapısı ve kimyasal bileşimi

Ökaryotik hücrelerin kromozomları şunlardır: uzun çift sarmal DNA molekülleri Histonlar ve histon olmayanlar olmak üzere iki tip proteinle yakından ilişkilidirler.

Kromozomların nasıl bulunabileceği hücrenin evresine bağlıdır. Arayüzdeki veya normal bir durumdaki hücre çekirdeklerinde olduğu gibi gevşek bir şekilde sıkıştırılmış ve gevşek bulunabilirler veya bölünme evrelerinden biri olan mitotik metafaz oluştuğunda olduğu gibi yüksek oranda sıkıştırılmış ve ayrı ayrı görülebilir mobil.

Kromatin, DNA'nın hücre çekirdeğinde kendini gösterdiği biçimdir., ve bunun kromozomların yapıldığı şey olduğunu söyleyebilirsiniz. Bu bileşen DNA, histonik ve histonik olmayan proteinlerin yanı sıra RNA'dan oluşur.

1. Histonlar

Histonlar, kromatin boyunca tekrarlanan bir nükleozom adı verilen bir alt birim oluşturmak için DNA ile etkileşime giren lizin ve arginin açısından zengin proteinlerdir. Ökaryotik organizmalarda bulunan ana histonlar şunlardır: H1, H2A, H2B, H3 ve H4.

Histonları kodlayan genler, onlarca ila yüzlerce kez tekrarlanan nişler veya "kümeler" içinde gruplandırılmıştır. Her küme, histonları kodlayan G-C (guanin-sitozin) çiftleri açısından zengin genler içerir. aşağıdaki sırayla H1-H2A-H3-H2B-H4.

2. Nükleozom

Arayüz sırasında kromatin, bir kolye veya tespih şekline benzer bir şekil sunan bir elektron mikroskobu vasıtasıyla gözlemlenebilir. Kolyedeki her inci, DNA lifleriyle birbirine bağlı, nükleozom adı verilen küresel bir alt birimdir ve kromatinin temel birimidir.

Bir nükleozom normalde 200 baz çift DNA ile ilişkilidir., bir medulla ve bir bağlayıcıdan oluşur. Medulla, H2A, H2B, H3 ve H4 histonlarının iki alt biriminden oluşan bir oktamerden oluşur. DNA, iliğin etrafına sarılır ve neredeyse iki dönüş yapar. DNA'nın geri kalanı, histon H1 ile etkileşime giren bağlayıcının bir parçasıdır.

DNA'nın histonlarla ilişkisi, çapı yaklaşık 100 Å (Ångström) olan nükleozomlar üretir. Sırasıyla, nükleozomlar, interfaz çekirdeklerinin (300 Â) kromatin liflerini oluşturan bir solenoid oluşturmak üzere sarılabilir. 6000 Å çapında süper solenoidler oluşturarak, metafaz kromozomlarının liflerini oluşturarak daha da bükülebilirler.

3. Histonik olmayan proteinler

Histonik olmayan proteinler Sodyum klorür ile çekirdek kromatininden ekstrakte edilen histonlar dışındaki proteinler (NaCl), yüksek bazik amino asit içeriğine (%25), yüksek asidik amino asit içeriğine (%20-30), yüksek oranda prolin (%7) veya düşük hidrofobik amino asit içeriğine sahiptir.

Kromozomların parçaları

Kromatin organizasyonu, kromozom boyunca tek tip değildir. Bir dizi farklılaşmış element ayırt edilebilir: tümü spesifik DNA dizileri içerebilen sentromerler, telomerler, nükleolus düzenleme bölgeleri ve kronometreler.

1. sentromer

Sentromer, kromozomun lekelendiğinde geri kalanına kıyasla daha az lekeli görünen kısmıdır. Kromozomun akromatik iş milinin lifleriyle etkileşime giren alanıdır. Hem mitoz hem de mayozda fazdan anafaza. Hücre bölünmesinin evrelerinde meydana gelen kromozomal hareketlerin yürütülmesinden ve düzenlenmesinden sorumludur.

2. telomerler

Telomerler, kromozomların uzuv oluşturan kısımlarıdır. Ana işlevi ökaryotik hücrelerde kromozomların yapısal stabilitesi olan, kodlanmayan, yüksek oranda tekrarlayan DNA'nın bulunduğu bölgelerdir.

3. Nukleolus organize edici bölgeler

Birincil daralma olarak adlandırılan sentromer ve telomerlere ek olarakBazı kromozomlarda, ribozomal DNA dizilerinin varlığıyla yakından ilişkili olan ikincil daralmalar olarak adlandırılan başka türde ince bölgeler bulunabilir.

Bu bölgeler, çekirdekçik düzenleme bölgeleridir (NOR'lar). Ribozomal DNA dizileri, hücre döngüsünün çoğu için NOR'lar tarafından kapsanan nükleolus içinde yer alır.

4. kromomerler

Kromomerler, kromozomun kalın ve kompakt bölgeleridir.kromozom boyunca aşağı yukarı eşit olarak dağılmış olan ve daha az kromatin (profaz) yoğunlaşması ile mitoz veya mayoz evreleri sırasında görselleştirilebilir.

• İlginizi çekebilir: "DNA ve RNA arasındaki farklar"

kromozom şekli

Kromozomların şekli, tüm somatik (cinsel olmayan) hücreler için aynıdır ve her türün özelliğidir. Biçim, temel olarak şunlara bağlıdır: kromozomun yeri ve kromatid üzerindeki yeri.

Daha önce de belirttiğimiz gibi, kromozom temel olarak kromozomu kısa ve uzun kol olarak ayıran sentromerden oluşur. Sentromerin konumu kromozomdan kromozoma değişebilir ve onlara farklı şekiller verebilir..

1. metasantrik

Prototipik kromozomdur, sentromer kromozomun ortasında bulunur ve iki kol aynı uzunluktadır.

2. altmetasentrik

Kromozomun bir kolunun uzunluğu diğerinden daha uzundur ama çok da abartılı bir şey değildir.

3. akrosentrik

Bir kol çok kısa diğeri çok uzun.

4. telosentrik

Kromozomun bir kolu çok kısadır ve sentromer bir ucuna çok yakındır.

Sayısal sabitlik yasası

Normalde, çoğu hayvan ve bitki türünde, Aynı türden tüm bireylerin sabit ve belirli sayıda kromozomu vardır.karyotipini oluşturan. Bu kurala kromozomların sayısal sabitliği yasası denir. Örneğin, insan söz konusu olduğunda, büyük çoğunluğumuz 23 çift olarak sunuyoruz.

Bununla birlikte, kromozom dağılımındaki hatalar nedeniyle bireylerin olduğu doğrudur. gametlerin veya cinsiyet hücrelerinin oluşumu sırasında, farklı sayıda alırlar. kromozomlar. Bu, Down sendromu (21. kromozomun trizomisi), Klinefelter (XXY erkek) XYY erkek ve XXX kadın gibi tıbbi durumlar için geçerlidir.

Diploid türlerin sergilediği kromozom sayısıBizim durumumuzda olduğu gibi, her türden iki çift kromozomu vardır ve 2n ile temsil edilir. Haploid organizmalarda, yani her kromozomdan sadece bir set içerenler, n harfi ile temsil edilirler. Her kromozomun ikiden fazla setine sahip olan ve 3n, 4n... olarak temsil edilen poliploid türler vardır.

Göründüğü kadar şaşırtıcı, kromozom sayısı ile karmaşıklık dereceleri arasında bir ilişki yoktur. gibi bitki türleri vardır. haplopappus gracilissadece dört kromozomu olan ekmeklik buğday bitkisi gibi diğer sebzelerde bizim türümüzden 42, daha fazla kromozom bulunur, ancak yine de beyni veya diğer organları olmayan bir sebzedir. Bugüne kadar bilinen en fazla kromozoma sahip organizmaya Aulacantha denir.1600 kromozomlu bir mikroorganizmadır.

cinsiyet kromozomları

Birçok organizmada homolog kromozom çiftlerinden biri diğerlerinden farklıdır ve bireyin cinsiyetini belirler. Bu İnsan türünde olur ve bu kromozomlara cinsiyet kromozomları veya heterokromozomlar denir..

XY belirleme sistemi

Bu, insanların ve diğer birçok hayvanın cinsiyet belirleme sistemidir:

Dişiler XX'dir (homojen dişi), yani, iki X kromozomu var ve sadece X kromozomu olan yumurtaları teslim edebilecek.

Erkekler ise XY'dir (heterogametik erkek), X ve Y kromozomuna sahiptir ve bunlardan biri veya diğeri ile sperm verebilir.

Yumurta ve sperm arasındaki birlik bireylere veya XX veya XY'yi verecektir., bir veya diğer biyolojik cinsiyetten olma olasılığı %50'dir.

ZW belirleme sistemi

Bu, kelebekler veya kuşlar gibi diğer türlerinkidir.. Bir önceki durumda durum tam tersidir ve bu nedenle karışıklığa mahal vermemek için diğer harflerin kullanılması tercih edilir.

Erkekler ZZ'dir (homogametik erkek), dişiler ZW'dir (heterogametik dişi).

XO belirleme sistemi

Ve önceki sistem çok nadir olmadıysa, bu kesinlikle kimseyi kayıtsız bırakmayacaktır.

Esas olarak balıklarda ve amfibilerde ve ayrıca bazı diğer böceklerde görülür, çünkü X'ten başka bir cinsiyet kromozomu yoktur, yani Y gibi bir şey yok.

Cinsiyet, iki X'e veya sadece bir X'e sahip olmalarına göre belirlenir. Erkek XO'dur, bu sadece bir cinsiyet kromozomuna, X'e sahip olduğu, dişi ise XX'dir ve iki kromozoma sahip olduğu anlamına gelir.

insan kromozomları

İnsanlarda 22'si otozom ve bir çift cinsiyet kromozomu olmak üzere 23 çift kromozom vardır.. Erkek veya kadın olmanıza bağlı olarak, sırasıyla XY veya XX cinsiyet kromozomlarına sahipsiniz.

İnsan genomunun toplam boyutu, yani türümüzün sahip olduğu gen sayısı, 20.000-25.000 arasında gen içeren yaklaşık 3.200 milyon DNA baz çiftidir. Kodlanan insan DNA dizisi, insan proteomunun ifadesi için gerekli bilgileri içerir.yani, insanoğlunun sentezlediği proteinler kümesi ve bu, olduğumuz gibi olmamızın nedenidir.

Genlerle ilgili DNA'nın yaklaşık %95'inin, genellikle "çöp DNA" olarak adlandırılan kodlamayan DNA'ya karşılık geleceği tahmin edilmektedir: psödojenler, gen parçaları, intronlar... Bu DNA dizilerinin hiçbir işlevi olmayan kromozomal bölgeler olduğu düşünülse de son zamanlarda yapılan araştırmalar bunu sorgulamıştır. onaylama.

prokaryotik kromozom

Krallıkları bakteri ve arkelerin krallığı olan prokaryotik organizmalar, dairesel biçimde sadece bir kromozoma sahiptir., bu kuralın istisnaları olduğu doğru olsa da. Genellikle bakteri kromozomu olarak adlandırılan bu tip kromozom, yaklaşık 160.000 baz çifti içerebilir.

Bu kromozom, organizmanın sitoplazmasına dağılmıştır, çünkü bu canlıların tanımlanmış bir çekirdeği yoktur.

Bibliyografik referanslar:

• Olin, D. VE.; Olin, A. L. (2003), Kromatin tarihi: köprüden bakış açımız, Nature Reviews Molecular Cell Biology 4 (10): 809-13
• Karga, E. W.; Karga, J. F. (2002), 100 Yıl Önce: Walter Sutton ve Kalıtımın Kromozom Teorisi, Genetik 160 (1): 1-4
• Daintith, John ve diğerleri, (1994), Biographical Encyclopedia of Science, ikinci baskı. Bristol, Birleşik Krallık: Fizik Enstitüsü Yayıncılık.