Het leven op deze planeet is een wonder, en hoe het leven zich ontwikkelde is een ander raadsel dat nog niet volledig is opgelost. Alle vormen van leven die op aarde worden gevonden, zijn in grote lijnen onderverdeeld in twee classificaties: eukaryoten en prokaryoten.
Chromosomen zijn de grootste eenheden van DNA- en eiwitrangschikking. De belangrijkste chromosoomfunctie in de cel omvat het dragen van het DNA en het overbrengen van de genetische informatie van de ouders naar hun nakomelingen in de volgende generatie. Tijdens de celdeling wordt de belangrijkste rol gespeeld door de chromosomen.
Het genoom van prokaryotische cellen wordt meestal gevonden in de vorm van a circulair chromosoom gelegen in een chromosoom. Het genetisch materiaal in eukaryotische cellen wordt gevonden in de kern en is stevig verpakt in lineaire chromosomen.
De samenstelling van de chromosomen bestaat uit een complex of een mengsel van DNA en eiwitten, die heet chromatine. Chromatine is verder georganiseerd in kleinere subeenheden die bekend staan als nucleososmen. Eukaryoten zijn dicht op elkaar gepakt en hun chromatine is zo gerangschikt dat in een kleine ruimte een grote hoeveelheid DNA kan worden aangepast. Dit is ook handig omdat het kan reguleren genexpressie.
In de cel wordt het cellulaire DNA nooit alleen gevonden en gaat het altijd gepaard met verschillende eiwitten. Integendeel, het cellulaire DNA vormt altijd een complex of vermengt zich met andere eiwitpartners die hen helpen fit te worden in een kleine ruimte. Dit complex van DNA-eiwit staat bekend als chromatine, waarbij de aanwezige hoeveelheid nucleïnezuur en eiwit bijna gelijk is. In de cellen, het chromatine wordt gevouwen tot enkele karakteristieke formaties die bekend staan als chromosomen. Een enkel chromosoom bestaat naast de eerder genoemde verpakkingseiwitten uit één stuk dubbelstrengs DNA.
De chromosomen van eukaryote cellen bevatten eenheden chromatine die zich herhaalt en bekend staat als nucleosomen. Het chemisch afbreken van cellulaire kernen en het verwijderen van zoveel mogelijk van de buitenste eiwitverpakking van het DNA als praktisch uitvoerbaar leidde tot de ontdekking hiervan. Nucleosomen worden gevormd uit DNA dat dubbelstrengs is. Ze vormen complexen die bekend staan als: histonen, die kleine eiwitfragmenten zijn.
Kerndeeltje van elk van de nucleosoom bevat moleculen van acht histonen, als een paar van twee van vier verschillende soorten histonen: H2A, H2B, H3 en H4. De structuur en vorm van histonen is gedurende de evolutie opmerkelijk consistent gebleven, wat impliceert dat de verpakkingsrol van het DNA van cruciaal belang is voor alle cellen die tot eukaryoten behoren. histonen zijn over het algemeen positief geladen moleculen en ze binden samen met het DNA dat negatief geladen is in een bepaalde conformatie.
Een typisch chromosoom heeft de volgende onderdelen en hun functies:
(a) Centromeer (primaire vernauwing):
In het stadium van metafase, de chromosoom bevat twee tweelingzussen die bekend staan als chromatiden. Deze binden aan elkaar op een punt dat primaire vernauwing of het centromeer wordt genoemd. In het stadium van anafase verdeelt het centromeer de identieke zussen om twee anafasische chromosomen te vormen. Armen verwijzen naar de chromosomale segmenten aan weerszijden van het centromeer.
We kunnen dus zeggen dat het chromosoom van metafase vier armen heeft, terwijl de chromosomen van anafase slechts twee armen hebben. Isobrachiale chromosomen hebben gelijke armen, terwijl heterobrachiale chromosomen asymmetrische armen hebben. Als de armen ongelijk zijn, wordt de korte arm gemarkeerd als "p" en de lange arm als "q".
Op de locatie van de centromeer, chromosomen worden genoemd:
- Telocentrisch (centromeer terminal)
- Acrocentrisch (centromeer subterminal en afgedekt door telomeer),
- Sub-metacentrisch (centromeer is submediaan),
- Metacentrisch (centromeer mediaan).
Over het algemeen hebben de chromosomen één centromeer en worden ze monocentrisch genoemd. De chromosomen kunnen dicentrisch zijn, bijvoorbeeld in maïs en tarwe; of soms polycentrisch. Het belangrijkste doel van de centromeer is om de basis te leggen voor de kinetochoor, een eiwitcomplex dat nodig is voor een correcte chromosomale segregatie tijdens de mitose.
(b) Kinetochoor:
De kinetochoor, een gespecialiseerd multi-eiwitcomplex op het oppervlak van het centromeer, is waar spindelvezels (microtubuli) zich hechten. Het centromeer van een metafasechromosoom bestaat uit twee kinctochoren die in tegengestelde richtingen zijn gericht. Lagere planten hebben trilamilar kinetochoor, terwijl hogere planten bal- en bekerkinetochoor hebben.
De kinetochoor is een eiwitachtig construct met meerdere subeenheden in eukaryoten dat dragende hechtingen genereert van zusterchromatiden (gerepliceerde chromosomen die bij elkaar worden gehouden door het eiwitcomplex cohesine) aan spindelmicrotubuli tijdens de celdeling.
(c) Secundaire vernauwingen:
Naast het centromeer kan het achromosoom een of meer secundaire vernauwingen hebben. Satelliet of trabant verwijst naar een chromosomaal segment dat door een chromatinedraad is verbonden met het hoofdgebied van het chromosoom. Het chromosoom met satellieten wordt het sat-chromosoom genoemd.
Er zijn twee soorten secundaire vernauwingen: NOR en Joint. Ze behouden een consistente locatie en worden vaak gebruikt als markeringen. De nucleolaire organisatorregio (NOR) is verantwoordelijk voor de productie van de nucleolus en rRNA. Breken en versmelten van chromosomale segmenten kan leiden tot de vorming van gewrichten. Ze dienen als markeringen voor waar de nucleoli worden geassembleerd. Het is betrokken bij de herschikking van de nucleolus aan het einde van de celdeling en is verbonden met de nucleolus tijdens de interfase van de celdeling.
(d) Telomeren:
De uiteinden van chromosomen worden telomeren genoemd. Een telomeer is een kort herhaald DNA-sequentie (GC-rijk) complex met eiwitten. Ze worden afzonderlijk gesynthetiseerd en later toegevoegd aan de chromosomale tips. De belangrijkste functie van telomeren is het afdekken van de chromosomale uiteinden om DNA-verlies tijdens celreplicatierondes te voorkomen.
De telomeren helpen op verschillende manieren:
(i) Stabiliteit bieden door eindfusies van chromosomen te voorkomen,
(ii) optreden als initiatiefnemers van synapsis,
(iii) Verkorting van telomeren veroorzaakt veroudering en veroudering.
(e) chromomeren:
Vanwege de opbouw van chromatine kunnen interfase-chromosomen over de hele lengte kralen lijken. Chromo-meren zijn deze kraalachtige structuren. De chromomeren zijn stevig opgerold en niet langer zichtbaar tijdens de metafase. Het controleren van genexpressie kan worden geholpen door de lay-out van de chromosoom structuur. Er kunnen chromosomenkaarten worden gemaakt voor gebruik in genetisch en evolutionair onderzoek.
De functie van chromosomen in eukaryote cellen:
Eukaryotische cellen hebben genen die erfelijke informatie bevatten en werken als een erfelijk voertuig. Celdeling, groei, metabolisme en differentiatie worden allemaal door hen gecontroleerd.
De celkern bevat de eukaryote chromosomen. Deze kern staat bekend als het "controlecentrum" van de cel dat helpt bij de opslag van het genetische materiaal van de hele cel of het DNA. De nucleaire envelop, ook bekend als kernmembraan, bestaat uit kanalen die bekend staan als poriën die helpen bij het reguleren van de beweging van moleculen door de kern.
Het DNA dat in de kern aanwezig is, is gerangschikt in de vorm van chromosomen. Een chromosoom is een DNA-molecuul dat zeer strak om de eiwitten wordt gewikkeld om te vormen histonen. Eukaryotische cellen bevatten verschillende chromosomen die lineair van structuur zijn. Het chromatine omvat het hele DNA dat in de kern aanwezig is en ook de eiwitten die ermee verbonden zijn. Chromatine bestaat uit drie basislagen van steigers die aanleiding geven tot a gecondenseerd molecuul van DNA.
De aanwezigheid van een membraangebonden kern is het belangrijkste kenmerk dat een prokaryotische cel van een eukaryote cel. Deze kern wordt de cel genoemdcontrolecentrum” omdat het helpt bij het opslaan van het volledige genetische materiaal van de cel of het DNA. Poriën in de nucleaire envelop, ook bekend als het kernmembraan, helpen bij de regulering van moleculair transport door de kern.
Het dubbelstrengs helix-molecuul van DNA vormt samen het chromosoom, maar daarvoor worden ze opgerold rond het cluster van eiwitten dat bekend staat als histonen. Een nucleosoom, de kleinste eenheid van DNA-verpakkingsstructuur, wordt gevormd wanneer een eenheid van ongeveer 200 DNA-basenparen wordt opgerold rond de acht histon-eiwitten.
Het linker-DNA en de nucleosomen verbinden zichzelf, net als de kralen aan het touwtje, om te vormen 30 nm solenoïde vezels die stevig ingepakt. Deze gevormde vezels worden verder opgerold en worden gevouwen in de lussen die ook stevig op elkaar zijn gepakt. Deze steiger is de laatste fase waarin de chromosomen kunnen worden waargenomen in de fase die bekend staat als: metafase van meiose en mitose.
Het proces van superspoelen vormt die 30-nm vezels. De toepassing van spanning wordt gebruikt door supercoiling, zodat het een DNA-molecuul kan verdraaien, zodat het lussen creëert terwijl het zich om zichzelf wikkelt. Met het celdelingsproces, mitose of meiose, het individu chromosomen zijn duidelijk aanwezig in de kern met behulp van een microscoop.
De functie van het chromosoom in prokaryotische cellen:
Net als bij chromosoom van eukaryote cellen, chromosomen van prokaryotische cellen helpen bij de opslag en overdracht van genetische informatie naar andere cellen. Om RNA, DNA en eiwit te vormen, transcribeert, repliceert en vertaalt het respectievelijk.
Het chromosoom dat aanwezig is in prokaryoten vormt een onregelmatige structuur die nucleoïde wordt genoemd. Veel prokaryotische cellen gehoorzamen aan het proces van supercoiling om chromosoom te produceren. Het enkele chromosoom van prokaryoten is cirkelvormig, mist histonen. Ze volgen het proces van oprollen en draaien en worden compact, zodat ze in nucleoïde kunnen worden geplaatst.
Prokaryotische chromosomen zijn enkele DNA-moleculen die lineair of cirkelvormig zijn en worden gevonden in het cytoplasma van een prokaryotisch organisme. Prokaryoten zijn de microscopisch kleine organismen die eencellig en primitief van aard zijn. Aan de andere kant, eukaryoten hebben meerdere cellen en behoren tot een organisatie op hoog niveau. De betekenis van prokaryoten staat voor "voor" kern. Het evolueerde zelfs vóór de kern en mist dus een herkenbaar kernachtig patroon.
Het hele genoom of de prokaryotische genetische informatie bevindt zich op een solitair chromosoom die lineair van vorm is en aanwezig is in het cytoplasma. deze prokaryotische chromosoom is structureel verschillend van de eukaryote chromosoom, hoewel het ook de genetische informatie van de ene cel naar de andere overbrengt. Het prokaryotische genoom bevat niet alleen de chromosomen maar ook plasmide die fungeert als een erfenis van eigenschappen.
Het plasmide heeft een cirkelvorm en is enkelstrengs DNA. Ze erven veel belangrijke genen voor de organismen. In tegenstelling tot eukaryote cellen zijn prokaryoten verstoken van de membraangebonden organellen erin. Enkele voorbeelden van prokaryoten kunnen zijn: algen, Archea, bacteriën en a weinig schimmels.
Eigenschappen van de prokaryote chromosome
- een chromosoom van prokaryoten is lineair of circulair in vorm.
- Het bestaat uit een extrachromosomaal DNA wat betreft een plasmide.
- Het heeft een genoom dat haploïde van aard is.
- Het chromosoom draagt slechts één kopie van het aanwezige gen.
- Prokaryoten bevatten een enkel chromosoom.
De genen aanwezig in de chromosomen van prokaryotische cellen bezitten een bepaald soort mechanisme dat bekend staat als de operon. Met behulp van dit mechanisme kunnen veel genen eiwitten produceren. Gensequenties die niet zo vitaal zijn, worden niet gevonden op het chromosoom; ze worden eerder gevonden op plasmiden. De chromosomen aanwezig in de prokaryotische cellen heeft weinig aantal repetitief en afval-DNA in hen.
De genen die op het chromosoom aanwezig zijn, bevinden zich zeer dicht bij elkaar. Van het geheel wordt slechts 12% van het afval-DNA gevonden in het genoom van de prokaryotische cellen. Ze zijn meestal goed gesloten voor elkaar en bevatten minder genetisch afvalmateriaal. Zowel het proces namelijk vertaling en transcriptie vindt plaats in cytoplasma.
Het wordt mogelijk gemaakt door een aantal eiwitten en enzymen, waaronder topoisomerase I en II, gyrase, HU, H0NS en IHF. Ze helpen allemaal bij de regulatie en het behoud van supercoiling in prokaryoten.
Supercoiling kan in dezelfde volgorde of richting optreden als het dubbelstrengs DNA, en staat daarom bekend als "negatieve supercoiling.” Terwijl, als de supercoiling in de omgekeerde richting plaatsvindt, de supercoiling bekend staat als: positieve supercoiling. Prokaryoten, met name bacteriën, gehoorzamen aan het proces van negatieve supercoiling. Topoisimerase is de naam van de klasse van enzymen die helpen bij het reguleren van de spanning die wordt veroorzaakt door het mechanisme van supercoiling tijdens replicatie.
De prokaryotische chromosomen zijn strak supercoiled. Dus de waarde van de replicatie is hier erg traag in vergelijking met de eukaryoten. Vanwege de locatie in het cytoplasma vinden de mechanismen van translatie en transcriptie naast elkaar plaats op dezelfde positie.
Lees ook:
- Zijn bacteriën autotrofen of heterotrofen
- Endonuclease-enzym voorbeeld
- Gram-negatieve en gram-positieve celwand
- Enkelvoudig onverzadigd vet versus meervoudig onverzadigd vet
- Soorten rna-polymerase
- Adenine versus thymine
- Glad endoplasmatisch reticulum
- Protease-enzym voorbeeld
- Hoe worden nucleotiden geproduceerd?
- Cisternae in endoplasmatisch reticulum
Hallo, ik ben Milanckona Das en volg mijn M. Tech in Biotechnologie aan het Heritage Institute of Technology. Ik heb een unieke passie voor het onderzoeksveld. Ik werk in Lambdageeks als materiedeskundige in de biotechnologie.
LinkedIn profiellink-