Penemuan kromosom, jenis, fungsi, struktur

Itu Kromosom Mereka adalah struktur yang terdiri dari molekul DNA kontinu dan protein terkait. Mereka berada di bagian dalam nukleus sel eukariotik dan mengandung sebagian besar bahan genetiknya. Struktur ini diamati lebih jelas selama pembelahan sel.

Kromosom eukariotik diidentifikasi dan dipelajari untuk pertama kalinya pada akhir abad ke -18. Saat ini, kata "kromosom" adalah istilah yang dikenal luas, bahkan untuk orang -orang yang hanya mempelajari aspek biologi atau genetika yang paling dasar.

Skema representatif kromosom dan informasi yang dikandungnya (sumber: kes47 [cc dengan 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/3.0)] via Wikimedia Commons)

Dalam kromosom adalah gen, banyak di antaranya dikodifikasi untuk protein, enzim, dan informasi yang diperlukan untuk kehidupan setiap sel. Namun, banyak kromosom memenuhi fungsi struktural murni, yang berarti bahwa mereka memungkinkan disposisi gen spesifik dalam nuklir.

Secara umum, semua sel individu memiliki jumlah kromosom yang sama. Pada manusia, misalnya, masing -masing triliun sel yang telah diperkirakan bahwa membentuk tubuh orang dewasa memiliki 46 kromosom, yang diatur dalam 23 rekan yang berbeda.

Masing -masing dari 46 kromosom dalam manusia dan dalam organisme hidup lainnya memiliki karakteristik yang unik; Hanya mereka yang dikenal sebagai "pasangan homolog" yang berbagi karakteristik dari satu sama lain, tetapi tidak dengan rekan yang berbeda; Yaitu, semua kromosom 1 mirip satu sama lain, tetapi ini berbeda dari 2 dan 3, dan seterusnya.

Jika semua kromosom sel manusia mengatur dengan cara linier, mereka akan membentuk rantai dengan panjang lebih atau kurang 2 meter, jadi salah satu fungsi utama kromosom adalah memadatkan bahan genetik sehingga "cocok" di dalam nukleus, memungkinkan pada saat yang sama akses mesin transkripsi dan replikasi.

Meskipun perbedaan besar antara genom bakteri dan organisme eukariotik, bahan genetik prokariota (serta beberapa organel internal eukariota), itu juga disebut kromosom dan terdiri dari molekul melingkar).

[TOC]

Penemuan

Pada saat itu, Mendel menentukan prinsip -prinsip warisan, saya tidak tahu keberadaan kromosom. Namun, ia menyimpulkan bahwa unsur -unsur yang dapat diwariskan ditransmisikan oleh duplikat melalui partikel -partikel khusus, gagasan yang sangat canggih untuk waktunya.

Dua ilmuwan dari abad ke -18, ahli botani k. Nageli dan ahli zoologi dan. Beneden, mendedikasikan diri mereka untuk pengamatan dan studi sel tumbuhan dan hewan selama peristiwa pembelahan sel; Ini adalah yang pertama menggambarkan struktur berbentuk seperti "batang kecil" di dalam kompartemen pusat yang dikenal sebagai nukleus.

Kedua ilmuwan merinci bahwa, selama pembelahan sel sel "khas", inti baru terbentuk, di mana satu set baru "batang kecil" muncul, mirip dengan yang ada di sel pada awalnya.

Proses pembagian ini kemudian dijelaskan lebih tepat oleh ilmuwan Jerman w. Flemming pada tahun 1879, yang, menggunakan pewarna selama pengamatan, berhasil mewarnai "batang kecil" untuk memvisualisasikannya dengan lebih baik.

T. H. Morgan menunjukkan fenotipe itu. Morgan memberikan bukti fisik yang mengkonsolidasikan "Revolusi Mendel".

Istilah kromosom dan kromatin

Flemming mendokumentasikan perilaku "batang" selama antarmuka dan sitokinesis (pembelahan sel). Pada tahun 1882 ia menerbitkan investigasi di mana ia pertama kali menciptakan istilah "kromatin" untuk zat yang dicelup di dalam nukleus ketika sel tidak ada di pembagian.

Dapat melayani Anda: DNA mitokondria

Dia juga mengamati bahwa selama pembelahan sel jumlah "batang" (kromosom) dalam nukleus digandakan. Salah satu dari masing -masing pasangan kromosom duplikat ditempatkan di dalam setiap nukleus sel yang dihasilkan, sehingga komplemen kromosom selama myitosis identik.

Fotografi kariotipe manusia (Sumber: Plociam ~ Commonswik, via Wikimedia Commons)

W. Waldeyer, mengikuti karya Flemming, menetapkan istilah "kromosom" (dari tubuh Yunani "yang diwarnai") untuk menggambarkan zat yang sama yang disusun secara tertib pada saat pembelahan sel.

Dengan berlalunya waktu, peneliti yang berbeda diperdalam dalam studi materi genetik, jadi makna istilah "kromosom" dan "kromatin" berubah sedikit. Saat ini kromosom adalah unit yang bijaksana dari bahan genetik dan kromatin adalah campuran DNA dan protein yang menyusunnya.

Jenis kromosom dan karakteristiknya

DAN.B. Wilson, dalam edisi kedua buku ini Sel (Sel) menetapkan klasifikasi kromosom pertama, yang didasarkan pada lokasi sentromer, karakteristik yang mempengaruhi penyatuan kromosom spindel mitosis selama pembelahan sel.

Setidaknya ada tiga cara berbeda untuk mengklasifikasikan kromosom, karena ada kromosom yang berbeda dan pada individu dari spesies yang sama ada kromosom dengan struktur dan fungsi yang berbeda. Klasifikasi yang paling umum adalah:

Menurut sel

Bahan genetik di dalam bakteri diamati sebagai massa yang padat dan dipesan secara melingkar, sedangkan pada organisme eukariotik itu diamati sebagai massa padat yang tampaknya "tidak terorganisir" di dalam nukleus. Bergantung pada sel, kromosom dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar:

- Itu Kromosom prokariotik: Setiap organisme prokariotik memiliki kromosom tunggal yang terdiri dari molekul DNA yang ditutup secara kovalen, tanpa protein histon dan terletak di daerah sel yang dikenal sebagai nukleoid.

- Itu Kromosom eukariotik: Dalam eukyota mungkin ada dua atau lebih kromosom untuk setiap sel, ini terletak di dalam nukleus dan merupakan struktur yang lebih kompleks daripada kromosom bakteri. DNA yang membentuknya sangat dikemas berkat hubungannya dengan protein yang disebut "histones".

Menurut lokasi sentromer

Sentromer adalah bagian dari kromosom yang mengandung kombinasi protein dan DNA yang cukup kompleks dan yang memiliki fungsi primer selama pembelahan sel, karena bertanggung jawab untuk "memastikan" bahwa proses pemisahan kromosom terjadi.

Menurut lokasi struktural "kompleks" ini (sentromer), beberapa ilmuwan telah mengklasifikasikan kromosom dalam 4 kategori, yaitu:

- Kromosom Metasentrik: Ini adalah mereka yang sentromernya berada di tengah, yaitu, di mana sentromer memisahkan struktur kromosom dalam dua bagian dengan panjang yang sama.

- Kromosoma submacentric: Kromosom di mana sentromer dialihkan dari "tengah", berkontribusi pada penampilan "asimetri" dengan panjang antara dua bagian yang dipisahkannya.

- Kromosom Acrocentric: Dalam kromosom akrosentris, "penyimpangan" sentromer sangat ditandai, yang menghasilkan dua bagian kromosom dengan ukuran yang sangat berbeda, yang sangat panjang dan benar -benar pendek.

- Kromosom Telosentris: Kromosom yang sentromernya terletak di ujung struktur (telomer).

Dapat melayani Anda: betapa pentingnya mutasi bagi makhluk hidup?

Menurut fungsinya

Organisme yang memiliki reproduksi seksual dan yang memiliki jenis kelamin terpisah memiliki dua jenis kromosom yang diklasifikasikan, sesuai dengan fungsinya, dalam kromosom seksual dan kromosom autosomal.

Kromosom Autosomal (atau autosoma) berpartisipasi dalam kontrol warisan semua karakteristik makhluk hidup, dengan pengecualian penentuan jenis kelamin. Manusia, misalnya, memiliki 22 pasang kromosom autosomal.

Kromosom seksual, Seperti namanya, mereka memenuhi fungsi dasar dalam menentukan jenis kelamin individu, karena mereka membawa informasi yang diperlukan untuk pengembangan banyak karakteristik seksual perempuan dan laki -laki yang memungkinkan keberadaan reproduksi seksual.

Fungsi

Fungsi utama kromosom, selain menampung bahan genetik sel, memadatkannya sehingga dapat disimpan, diangkut dan "dibaca" di dalam nukleus, adalah untuk memastikan distribusi bahan genetik antara sel yang dihasilkan dari a divisi.

Karena? Karena ketika kromosom dipisahkan selama pembelahan sel, mesin replikasi dengan setia "menyalin" informasi yang terkandung dalam setiap untai DNA sehingga sel -sel baru memiliki informasi yang sama dengan sel yang memunculkannya.

Selain itu, hubungan DNA dengan protein yang merupakan bagian dari kromatin memungkinkan pada saat yang sama definisi "wilayah" spesifik untuk setiap kromosom, yang sangat penting dari sudut pandang ekspresi gen dan sel identitas telepon.

Kromosomnya adalah molekul statis atau "inert", pada kenyataannya itu justru sebaliknya, protein histon, yang merupakan yang berkolaborasi dengan pemadatan setiap molekul DNA dalam kromosom, juga berpartisipasi dalam dinamisme yang harus dilakukan Lihat dengan transkripsi atau pembungkaman bagian tertentu dari genom.

Dengan demikian, struktur kromosom tidak hanya berfungsi dalam organisasi DNA dalam nukleus, tetapi juga menentukan gen mana yang "dibaca" dan mana yang tidak, secara langsung mempengaruhi karakteristik individu yang membawanya.

Struktur (bagian)

Struktur kromosom dapat dianalisis dari sudut pandang "mikroskopis" (molekuler) dan dari sudut pandang "makroskopik" (sitologis) (sitologis).

- Struktur molekul kromosom eukariotik

Kromosom eukariotik khas terdiri dari molekul DNA pita ganda linier yang dapat memiliki ratusan juta pasang pangkalan panjang. DNA ini sangat terorganisir pada tingkat yang berbeda, yang memungkinkan pemadatannya.

Nukleosom

DNA masing -masing kromosom awalnya dipadatkan oleh "bergulir" di sekitar oktam protein histone (H2A, H2B, H3 dan H4), membentuk apa yang dikenal sebagai a Nukleosom, yang memiliki 11 nanometer berdiameter.

Hubungan antara protein histone dan DNA dimungkinkan berkat interaksi elektrostatik, karena DNA memiliki beban negatif dan histone adalah protein dasar, kaya akan limbah asam amino dengan beban positif.

Nukleosom terhubung ke daerah lain melalui wilayah serikat yang dibentuk oleh untai DNA dan protein histone, H1. Struktur yang dihasilkan dari pemadatan ini terlihat mirip dengan kerah akun dan mengurangi panjang untai DNA sekitar 7 kali.

Serat 30 nm

DNA bahkan lebih kompak ketika kromatin (histonas) dalam bentuk nukleosom digulung dengan sendirinya, membentuk serat berdiameter sekitar 30 nm, yang memadatkan untaian DNA 7 kali lagi 7 kali,

Dapat melayani Anda: variabilitas genetik

Matriks nuklir

Serat 30 nm dikaitkan, pada gilirannya, dengan protein filamen dari matriks nuklir (lembaran), yang memiliki permukaan internal membran nuklir internal. Asosiasi ini memungkinkan pemadatan progresif serat, karena beberapa "domain loop" yang jangkar matriks terbentuk, mengatur kromosom di daerah yang ditentukan di dalam nukleus.

Penting untuk dicatat bahwa tingkat pemadatan kromosom tidak adil di seluruh strukturnya. Ada tempat -tempat yang hiper dipadatkan, yang dikenal sebagai heterokromatin dan yang umumnya berbicara secara genetik.

Situs struktur yang paling longgar atau santai, yang dapat diakses oleh mesin replikasi atau transkrip.

- "Makroskopis" atau struktur sitologis kromosom eukariotik

Ketika sel tidak ada dalam pembagian, kromatin diamati sebagai "longgar" dan bahkan "berantakan". Namun, seiring berjalannya siklus sel, material ini mengembun atau kompak dan memungkinkan visualisasi struktur kromosom yang dijelaskan oleh ahli sitologi.

Struktur kromosom: 1) kromatid; 2) Centromo; 3) lengan pendek (P) dan 4) lengan panjang (q) (sumber: !File: kromosom-apright.Versi pngoriginal: Magnus Manske, Versi ini dengan kromosom tegak: Pengguna: Dietzel65 Vektor: Mengangkat Republik Tryphon [CC BY-SA 3.0 (http: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0/)] Via Wikimedia Commons)

Sentromer

Selama metafase pembelahan sel, masing -masing kromosom diamati sebagai terdiri dari sepasang "kromatid" silinder yang saling terkait berkat struktur yang dikenal sebagai sentromer.

Sentromer adalah bagian yang sangat penting dari kromosom, karena itu adalah situs tempat spindel mitosis bergabung selama divisi. Persatuan ini memungkinkan kromatid yang disatukan melalui sentromer untuk dipisahkan, proses setelah itu mereka dikenal sebagai "anak -anak perempuan kromosom".

Sentromer terdiri dari protein dan kompleks DNA yang memiliki bentuk "simpul" dan lokasinya di sepanjang struktur kromatid secara langsung mempengaruhi morfologi masing -masing kromosom selama divisi nuklir.

Di wilayah khusus sentromer adalah apa yang dikenal para ilmuwan sebagai cinetocoro, yang merupakan situs khusus di mana spindel mitosis bergabung untuk memisahkan kromatid saudara selama pembelahan sel selama sel.

Lengan

Posisi sentromer, selain itu, menentukan keberadaan dua lengan: satu pendek atau kecil (p) dan satu lebih besar (q). Mengingat fakta bahwa posisi sentromer praktis tidak berubah -ubah, para sitologi menggunakan nomenklatur "p" dan "q" selama deskripsi masing -masing kromosom.

Telomer

Ini adalah urutan DNA khusus yang "melindungi" ujung masing -masing kromosom. Fungsi perlindungannya adalah untuk mencegah kromosom yang berbeda saling bergabung.

Perhatian besar telah menerima daerah -daerah kromosom ini, karena para ilmuwan menganggap bahwa urutan telomerik (di mana DNA membentuk beberapa struktur yang lebih kompleks daripada helix ganda) mempengaruhi aktivitas gen di sekitarnya dan, di samping itu, dalam penentuan umur panjang a sel.

Referensi

1. Bosock, c. J., & Sumner, untuk. T. (1978). Kromosom eukariotik (pp. 102-103). Amsterdam, SRB baru, a. M., Owen, r. D., & Edgar, R. S. (1965). Genetika umum (tidak. 04; QH431, S69 1965.). San Francisco: WH Freeman.York, Oxford: Perusahaan Penerbitan North-Holland.
2. Brooker, r. (2014). Prinsip Biologi. Pendidikan Tinggi McGraw-Hill.
3. Gardner, e. J., Simmons, m. J., Snustad, hlm. D., & Santana Calderón, TO. (2000). Prinsip Genetika.
4. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). Pengantar analisis genetik. Macmillan.
5. Tanda, s. (2018). Ilmu pengetahuan. Diperoleh 3 Desember 2019, dari www.Ilmu pengetahuan.com/empat-mojor-tipes-kromosom-14674.Html
6. Watson, J. D. (2004). Biologi molekuler gen. Pearson Education India.