Chromosoomstructuur: gedetailleerde uitleg

Chromosoomstructuur verwijst naar de manier waarop de chromatinevezels in de cel worden verdicht.

Lange strengen DNA die genetische informatie bevatten, vormen de chromosomen. Eukaryotische chromosomen zijn aanzienlijk groter dan prokaryotische chromosomen en zijn lineaire chromosomen.

Het DNA condenseert na replicatie tot chromosomen. Na kopiëren, bestaat elk chromosoom uit een verzameling van een dubbele set chromatiden die gewoonlijk in het midden bij elkaar worden gehouden door een centromeer. Het centromeer is waar de kinetochoor (een eiwitstructuur die de spilvezels verbindt), hecht aan het centromeer, dat de zuster trekt chromatiden naar 2 tegenpolen van de cel na chromatine afdeling.

Hieronder leggen we het chromosoom uit: structuur in detail.

Wat zijn chromosomen?

Een chromosoom wordt verwezen naar het gecomprimeerde DNA-molecuul dat wordt aangetroffen in een organisme dat zijn genetische informatie draagt.

Chromosomen zijn draadachtige structuren die worden aangetroffen in alle organismen (prokaryoten, eukaryoten maar geen virussen) die genetische informatie dragen en afleveren. Elke chromosoom bestaat uit één molecuul eiwit en één molecuul desoxyribonucleïnezuur (DNA), maar het kan af en toe ook RNA zijn.

800px chromosoom.svg
Eukaryotisch chromosoom tijdens metafase toont zijn delen (1)Chromatide (2)Centromeer (3)Korte arm (4)Lange arm
Afbeelding: Wikipedia

 DNA wordt van de ene generatie op de andere doorgegeven en bevat de precieze instructies en informatie die elk levend wezen van het andere onderscheiden. virale chromosomen verschillen van die van prokaryoten en eukaryoten zowel in vorm als positie.

DNA (deoxyribonucleïnezuur) (chromosomen van niet-levende virussen) en RNA (ribonucleïnezuur) (chromosomen van prokaryotische organismen zoals bacteriën en blauwgroene algen) zijn de enige variëteiten van chromosomen die in staat zijn tot replicatie. Sinds prokaryoten hebben geen kern hun chromosomale materiaal is niet omgeven door een soort vliezige structuur.

800px Stadia van vroege mitose in een gewervelde cel met microfoto's van chromatiden.svg
Verandering van chromatidestructuur tijdens deling Afbeelding: Wikipedia

Chromosomale functie:

  • De DNA-structuur is in feite als lange draden, vandaar dat ze voor compactheid en gemakkelijke hantering door de cel zelf rond enkele cirkelvormige eiwitten worden gewikkeld, genaamd histonen.
  • Als DNA-moleculen niet op deze manier waren verpakt, zou het voor een cel onmogelijk zijn om al zijn genetisch materiaal in zichzelf te houden.
  • Als we bijvoorbeeld het hele menselijke genoom zouden uitstippelen en het van de histon-eiwitten zouden afrollen, zou het 6 meter lang zijn als het van begin tot eind zou worden gelegd.
  • Het is van cruciaal belang dat DNA tijdens de celdeling intact is en gelijkmatig door de cellen wordt verspreid.
  • In de overgrote meerderheid van celdelingen, chromosomen spelen een belangrijke rol om ervoor te zorgen dat DNA op de juiste manier wordt gekopieerd en gedistribueerd.
  • Elk eukaryoot organisme heeft een specifiek aantal chromosomen, dat zijn kenmerken, ontwikkeling en leven bepaalt.
  •  Tijdens ongeslachtelijke voortplanting bevatten alle cellen van het organisme, inclusief de gameten, hetzelfde aantal chromosomen.
  • Somatische cellen in het lichaam zijn over het algemeen diploïde (2n), dwz ze hebben een set of sets van gepaarde chromosomen. Aan de andere kant zijn cellen zoals gameten wat we haploïde (n) noemen, omdat ze de helft van de chromosomale paren bevatten. Gameten worden normaal geproduceerd door meiose.
  •  Meiosis produceert haploïde cellen of gameten, met één chromosoom van een paar. Wanneer de twee gameten samenkomen tijdens de bevruchting en een zygote vormen, wordt de cel opnieuw diploïde met een paar chromosomen.

Chromosoomstructuur in bacteriële cellen:

Vanwege hun kleine formaat werden bacteriële chromosomen aanzienlijk later gevonden dan hun eukaryote tegenhangers. Verder, in tegenstelling tot eukaryote chromosomen, gaan bacteriële chromosomen niet door de dramatische condensatie van de metafase die eukaryote chromosomen zo zichtbaar maakt.

chromosoomstructuur
Verschil tussen heterochromatine en euchromatine-organisatie
Afbeelding: Wikipedia

De meeste bacteriële chromosomen (ook wel genoforen) kan variëren van slechts 13,0000 basenparen tot meer dan 14,000,000 basenparen, afhankelijk van de grootte en complexiteit van de prokaryoot. Kernen worden niet gezien in prokaryoten. In plaats daarvan is hun DNA gestructureerd in een nucleoïde-achtige structuur. De nucleoïde is een afzonderlijke structuur binnen de bacteriecel die een specifiek gebied in beslag neemt.

Deze structuur is daarentegen dynamisch en wordt onderhouden en hervormd door een groep histonachtige eiwitten die zich verbinden met het bacteriële chromosoom. Het DNA in de chromosomen van archaea is veel beter geordend, met DNA verpakt in structuren die lijken op eukaryote nucleosomen.

Chromosoomstructuur in plantencellen:

Voor planten in de meeste angiosperm-soorten is de chromosomale structuur bestaat uit een centromeer (primaire vernauwing) bestaande uit gecondenseerde chromatinegebieden die worden begrensd door pericentromere gebieden die rijk zijn aan heterochromatine en telomeren die de uiteinden van chromosomen markeren.

 Het differentiële condensatiepatroon tijdens de prometafase/metafase-fase kan vaak worden gebruikt om individuele chromosomen te identificeren. Het DNA van de meeste hogere organismen bestaat uit zich herhalende DNA-sequenties. Verschillende groepen van herhaalde elementen verspreiden zich op verschillende manieren door het genoom; ze kunnen verschillende territoria vormen, zoals NOR's of centromeren, of ze kunnen verspreid zijn binnen een chromosoom of over het genoom.

Chromosoomstructuur in dierlijke cellen:

Meerdere grote lineaire chromosomen zijn gehuisvest in de kern van eukaryoten. Elk chromosoom heeft een centromeer en een of twee armen die eruit steken, hoewel deze armen zelden zichtbaar zijn, tenzij in de delingsfase. Eukaryoten kunnen ook een mitochondriaal genoom hebben, dat lineair of circulair van aard kan zijn, maar ze nemen niet deel aan overerving.

Van alle eukaryote chromosomen zijn die bij zoogdieren, meer specifiek bij mensen, het meest in aantal en ook het meest complex. Autosomen (lichaamschromosomen) en allosomen (geslachtschromosomen) zijn de twee soorten chromosomen die bij mensen worden aangetroffen. Geslachtschromosomen geven enkele genetische kenmerken door die verband houden met iemands geslacht.

De autosomen bevatten de rest van de relevante en noodzakelijke genetische informatie. Ze gedragen zich allemaal op dezelfde manier tijdens de celdeling, omdat de autosomen allemaal klonen van elkaar zijn. menselijk cellen hebben 46 chromosomen, waaronder 22 paar autosomen en één paar geslachtschromosomen of allosomen.

Het belangrijkste verschil in de mannelijke en vrouwelijke chromosomale constitutie is simpelweg het verschil in het laatste paar chromosomen, ook wel de allosomen genoemd. Terwijl vrouwen de chromosomale structuur hebben van 44 autosomen + XX allosomen, is de mannelijke chromosomale samenstelling 44 autosomen + XY allosomen.

1024px NHGRI menselijk mannelijk karyotype
Karyogram van menselijk mannelijk chromosoom
Afbeelding: Wikipedia

Omdat vrouwtjes slechts één type allosomen hebben, hebben alle eieren die worden geproduceerd dezelfde X-allosoom. Het geslacht van de foetus wordt bepaald door de X of Y chromosome aanwezig in het sperma dat de eicel bevrucht. Sperma met een Y-chromosoom produceert een jongen (XY) terwijl een met een X een meisje produceert (XX).

Lees ook: