Chromosomenstruktur: Detaillierte Erläuterungen

Die Chromosomenstruktur bezieht sich auf die Art und Weise, wie die Chromatinfasern in der Zelle verdichtet sind.

Lange DNA-Stränge, die genetische Informationen enthalten, bilden Chromosomen. Eukaryotische Chromosomen sind deutlich größer als prokaryotische Chromosomen und sind lineare Chromosomen.

Die DNA kondensiert nach der Replikation zu Chromosomen. Nach Replikation, besteht jedes Chromosom aus einer Sammlung eines doppelten Satzes von Chromatiden, die normalerweise in der Mitte durch ein Zentromer zusammengehalten werden. Am Zentromer heftet sich das Kinetochor (eine Proteinstruktur, die die Spindelfasern verbindet) an das Zentromer, das die Schwester zieht Chromatiden zu 2 Gegensätzen der Zelle nach Chromatin Aufteilung.

Im Folgenden erklären wir das Chromosom detailliert strukturieren.

Was sind Chromosomen?

Als Chromosom wird das komprimierte DNA-Molekül bezeichnet, das in einem Organismus gefunden wird, der seine genetische Information trägt.

Chromosomen sind fadenartige Strukturen, die in allen Organismen (Prokaryoten, Eukaryoten, aber nicht Viren) zu finden sind, die genetische Informationen tragen und liefern. . Chromosom besteht aus einem Proteinmolekül und ein Molekül Desoxyribonukleinsäure (DNA), gelegentlich kann es sich aber auch um RNA handeln.

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Eukaryotisches Chromosom während der Metaphase, das seine Teile zeigt (1) Chromatid (2) Zentromer (3) Kurzer Arm (4) Langer Arm
Bild: Wikipedia

 DNA wird von einer Generation zur nächsten weitergegeben und enthält die genauen Anweisungen und Informationen, die jedes Lebewesen vom anderen unterscheiden. Viral Chromosomen unterscheiden sich von denen von Prokaryoten und Eukaryoten in Form und Lage.

DNA (Desoxyribonukleinsäure) (Chromosomen von nicht lebenden Viren) und RNA (Ribonukleinsäure) (Chromosomen prokaryotischer Organismen wie Bakterien und Blaualgen) sind die einzigen Chromosomenarten, die zur Replikation fähig sind. Seit Prokaryoten haben keinen Zellkern auf ihrem Chromosom Material ist nicht von irgendeiner Art von membranartiger Struktur umgeben.

800px Stadien der frühen Mitose in einer Wirbeltierzelle mit mikroskopischen Aufnahmen von Chromatiden.svg
Veränderung der Chromatidenstruktur während der Teilung Bild: Wikipedia

Chromosomenfunktion:

  • Die DNA-Struktur ist im Grunde wie lange Fäden, daher werden sie aus Gründen der Kompaktheit und einfachen Handhabung durch die Zelle selbst um einige kreisförmige Proteine ​​​​gespult, die als Histone.
  • Wenn DNA-Moleküle nicht auf diese Weise verpackt wären, wäre es für eine Zelle unmöglich, ihr gesamtes genetisches Material in sich zu halten.
  • Wenn wir zum Beispiel das gesamte menschliche Genom auslegen und es von den Histonproteinen abwickeln, würde es 6 Fuß lang werden, wenn es aneinandergelegt wird.
  • Es ist entscheidend, dass die DNA während der Zellteilung intakt und gleichmäßig in den Zellen verteilt ist.
  • Bei der großen Mehrheit der Zellteilungen Chromosomen spielen eine wichtige Rolle Rolle bei der Sicherstellung, dass die DNA ordnungsgemäß kopiert und verteilt wird.
  • Jeder eukaryotische Organismus hat eine bestimmte Anzahl von Chromosomen, die seine Eigenschaften, seine Entwicklung und sein Leben bestimmen.
  •  Während der asexuellen Fortpflanzung enthalten alle Zellen des Organismus, einschließlich seiner Gameten, die gleiche Anzahl von Chromosomen.
  • Somatische Zellen im Körper sind im Allgemeinen diploid (2n), dh sie haben einen oder mehrere Sätze gepaarte Chromosomen. Andererseits sind Zellen wie Gameten das, was wir haploid (n) nennen, da sie die Hälfte der Chromosomenpaare enthalten. Gameten werden normalerweise durch Meiose produziert.
  •  Meiose produziert haploide Zellen oder Gameten, ein Chromosom enthält eines Paares. Wenn sich die beiden Gameten während der Befruchtung zu einer Zygote verbinden, wird die Zelle wieder diploid und hat ein Chromosomenpaar.

Chromosomenstruktur in Bakterienzellen:

Aufgrund ihrer geringen Größe wurden bakterielle Chromosomen erheblich später gefunden als ihre eukaryotischen Gegenstücke. Darüber hinaus im Gegensatz zu eukaryotische Chromosomen, durchlaufen bakterielle Chromosomen nicht die dramatische Metaphasenkondensation, die eukaryotische Chromosomen so sichtbar macht.

Chromosomenstruktur
Unterschied zwischen Heterochromatin- und Euchromatin-Organisation
Bild: Wikipedia

Die meisten bakteriellen Chromosomen (auch genannt Genophoren) kann je nach Größe und Komplexität des Prokaryoten zwischen nur 13,0000 Basenpaaren und mehr als 14,000,000 Basenpaaren liegen. Kerne werden in Prokaryoten nicht gesehen. Stattdessen ist ihre DNA in eine nukleoidähnliche Struktur strukturiert. Das Nukleoid ist eine separate Struktur innerhalb der Bakterienzelle, die einen bestimmten Bereich einnimmt.

Diese Struktur hingegen ist dynamisch und wird von einer Gruppe Histon-ähnlicher Proteine, die sich mit dem bakteriellen Chromosom verbinden, aufrechterhalten und umgeformt. Die DNA in den Chromosomen der Archaea ist viel besser geordnet, wobei die DNA in Strukturen verpackt ist, die den eukaryotischen Nukleosomen ähneln.

Chromosomenstruktur in Pflanzenzellen:

Für Pflanzen in den meisten Angiospermenarten, die chromosomale Struktur besteht aus einem Zentromer (primäre Verengung), das aus kondensierten Chromatinregionen besteht, die von perizentromeren Bereichen begrenzt werden, die reich an Heterochromatin und Telomeren sind, die die Enden der Chromosomen markieren.

 Das unterschiedliche Kondensationsmuster während des Prometaphase/Metaphase-Stadiums kann oft verwendet werden, um einzelne Chromosomen zu identifizieren. Die DNA der meisten höheren Organismen besteht aus sich wiederholenden DNA-Sequenzen. Verschiedene Gruppen von sich wiederholenden Elementen verteilen sich auf unterschiedliche Weise über das Genom; Sie können unterschiedliche Territorien bilden, wie NORs oder Zentromere, oder sie können innerhalb eines Chromosoms oder über das Genom verteilt sein.

Chromosomenstruktur in tierischen Zellen:

Mehrere große lineare Chromosomen sind im Zellkern von Eukaryoten untergebracht. Jedes Chromosom hat ein Zentromer und ein oder zwei Arme, die davon abstehen, obwohl diese Arme selten sichtbar sind, es sei denn in der Teilungsphase. Eukaryoten können auch ein mitochondriales Genom haben, das von Natur aus linear oder kreisförmig sein kann, sie nehmen jedoch nicht an der Vererbung teil.

Unter allen eukaryotischen Chromosomen sind die in Säugetieren, genauer gesagt in Menschen, am zahlreichsten und auch am komplexesten. Autosomen (Körperchromosomen) und Allosomen (Geschlechtschromosomen) sind die zwei Arten von Chromosomen, die beim Menschen vorkommen. Geschlechtschromosomen geben einige genetische Merkmale weiter, die mit dem Geschlecht einer Person verbunden sind.

Die Autosomen enthalten den Rest der relevanten und notwendigen genetischen Informationen. Sie alle verhalten sich bei der Zellteilung gleich, denn die Autosomen sind alle Klone voneinander. Human Zellen haben 46 Chromosomen, darunter 22 Autosomenpaare und ein Paar Geschlechtschromosomen oder Allosomen.

Der Hauptunterschied in der männlichen und weiblichen chromosomalen Konstitution ist einfach der Unterschied im letzten Chromosomenpaar, das auch Allosomen genannt wird. Während Frauen die chromosomale Struktur von 44 Autosomen + XX-Allosomen haben, ist die männliche Chromosomenzusammensetzung 44 Autosomen + XY-Allosomen.

1024px NHGRI menschlicher männlicher Karyotyp
Karyogramm des menschlichen männlichen Chromosoms
Bild: Wikipedia

Da Weibchen nur einen Typ von Allosomen haben, haben alle produzierten Eier die gleichen X Allosomen. Das Geschlecht des Fötus wird durch das X oder Y bestimmt Chromosom in den Spermien vorhanden, die das Ei befruchten. Spermien mit einem Y-Chromosom produzieren einen Jungen (XY), während eines mit einem X-Chromosom ein Mädchen (XX) hervorbringt..

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