染色体

定义–什么是染色体?

细胞的遗传物质以DNA(脱氧核糖核酸)及其碱基(腺嘌呤,胸腺嘧啶,鸟嘌呤和胞嘧啶)的形式存储。 在所有真核细胞(动物,植物,真菌)中, 细胞核 以染色体的形式。 染色体由单个连贯的DNA分子组成,该分子与某些 蛋白质.

染色体这个名字来源于希腊语,可以粗略地翻译为“色体”。 这个名称来自这样一个事实,即科学家在细胞学的历史上非常早就成功(1888年)用特殊的碱性染料对其进行了染色并在光学显微镜下进行了鉴定。 但是,它们仅在细胞周期的某一点(有丝分裂(减数分裂 在生殖细胞中)时,如果染色体以特别致密(浓缩)的形式存在。

染色体的结构如何?

如果将细胞的整个DNA双螺旋(即约3.4 x 109个碱基对)相互连接,则结果将是超过一米的长度。 但是,加在一起的所有染色体的总长度仅为约115μm。 长度的这种差异是由染色体的非常紧凑的结构所解释的,在该结构中,DNA以非常特定的方式缠绕或螺旋缠绕了几次。

组蛋白是蛋白质的一种特殊形式,在此过程中起着重要作用。 共有5个不同的组蛋白:H1,H2A,H2B,H3和H4。 最后四个组蛋白中的两个形成圆柱结构,即八面体,双螺旋围绕其缠绕大约两次(=超螺旋)。

H1将自身附加到此结构上以使其稳定。 DNA,八聚体和H1的这种复合体称为核小体。 现在,这些核小体中有几个以相对较短的间隔(10-60个碱基对)一个“一个”地位于另一个的“珍珠链状”。

染色体之间的部分称为间隔DNA。 现在,单个核小体再次通过H1接触,导致进一步的螺旋化并因此也被压缩。 所得的链反过来又成环,由酸性非组蛋白的骨架稳定 蛋白质,也称为Hertones。

这些回路依次存在于由 蛋白质,这将导致压缩的最后阶段。 但是,这种高度致密化仅发生在有丝分裂的细胞分裂过程中。 在此阶段,还可以看到由两个染色单体组成的染色体的特征形状。

这些连接的地方称为着丝粒。 它将每个中期染色体分为两个短臂和两个长臂,也称为p和q臂。 如果着丝粒位于染色体的大约中间,则称其为亚中心染色体。 如果它位于末端之一,则称为近端染色体。

介于两者之间的被称为亚超中心染色体。 在光学显微镜下已经可以看到的这些差异以及染色体的长度允许对染色体进行初始划分。 端粒 是包含重复序列(TTAGGG)的染色体末端。

这些不携带任何相关信息,但是可以防止丢失更多相关的DNA片段。 每次细胞分裂时,由于DNA复制的机制,一部分染色体会丢失。 这 端粒 因此以某种方式充当缓冲区,延迟了细胞因分裂而丢失重要信息的时刻。

如果 端粒 如果细胞的长度低于约4,000个碱基对,则会引发程序性细胞死亡(细胞凋亡)。 这样可以防止有缺陷的遗传物质在生物体内扩散。 一些细胞具有端粒酶,即 能够再次扩展端粒。

除了衍生所有其他细胞的干细胞之外,这些还包括生殖细胞和某些特定细胞。 免疫系统。 此外,端粒酶也存在于 癌症 细胞,这就是为什么在这种情况下细胞永生的原因。 染色质 是可以被碱性染料染色的细胞核的全部内容。

因此,该术语不仅包括DNA,还包括某些蛋白质,例如组蛋白和hertones(参见结构),以及某些RNA片段(hn-和snRNA)。 取决于细胞周期的阶段或遗传活性,该物质以不同的密度存在。 较稠密的形式称为异染色质。

为了易于理解,因此可以将其视为“存储形式”,在此再次将本构和兼性异染色质区分开来。 组成型异染色质是最稠密的形式,存在于细胞周期最高凝结阶段的所有阶段。 它占人类基因组的约6.5%,主要位于着丝粒和染色体臂末端(端粒)附近,但比例很小,但也位于其他位置(主要是1,9,16,19和Y染色体)。

此外,大多数组成型异染色质位于核膜附近,即位于核膜的边缘。 细胞核。 因此,中间的空间是为活动空间保留的 染色质,常染色质。 兼性异染色质密度稍低,可以根据需要或根据发育阶段进行活化和失活。

一个很好的例子是女性核型中的第二条X染色体。 由于基本上一个X染色体对于细胞的存活是足够的,因为它最终在男性中也是足够的,因此在胚胎期,两个X染色体之一会失活。 灭活的X染色体称为Barr's body。

只有在细胞分裂,有丝分裂期间,它才能完全凝结,达到中期的最高密度。 但是,由于各种基因以不同的频率被读出-毕竟并不是所有时间都需要相同数量的每种蛋白质-因此在活性和非活性常染色质之间也有区别。 单倍体(gr。

haploos = single)表示细胞的所有染色体都独立存在,即通常不成对存在(二倍体)。 这是所有鸡蛋的自然状态, 精子 在第一次成熟分裂过程中暂时没有分离两个相同染色单体的细胞 减数分裂,但是所有染色体对都首先分开。 结果,在人类第一次分裂后,子细胞只有23条染色体,而不是通常的46条染色体,这相当于单倍体染色体组的一半。

但是,由于这些子细胞仍具有由2条染色体组成的每个染色体的相同副本,因此需要进行第二次分裂,其中两个染色单体彼此分开。 多染色体是由许多遗传上相同的染色单体组成的染色体。 由于这样的染色体在低倍率下已经很容易识别,因此有时被称为巨型染色体。 这样做的先决条件是内复制,其中染色体在 细胞核 没有细胞分裂发生。