کروموزوم چیست؟
کروموزوم (chromosome) ساختار سازمان یافته‌ای از DNA و پروتئین است که در سلول‌‌‌ها یافت می‌شود و هر کروموزوم یک قطعه بسیار طولانی و متوالی از DNA دو رشته‌ای (یک مولکول DNA) است که از بسیاری از ژن‌‌‌ها، عناصر تنظیم کننده و سایر توالی‌‌‌های نوکلئوتیدی تشکیل شده است. برای انجام آزمایشات و بررسی‌های مربوط به کروموزومها، می‌توانید به آزمایشگاه ژنتیک در اصفهان مراجعه کنید. این آزمایشگاه‌ها با بهره‌گیری از تجهیزات پیشرفته و متخصصان مجرب، خدمات متنوعی در زمینه ژنتیک ارائه می‌دهند.
DNA که حامل اطلاعات ژنتیکی سلول است،
به طور معمول در قالب یک یا چند عدد از این ماکرومولکول‌‌‌های بزرگ به نام کروموزومها بسته بندی می‌شود.
کلمه کروموزوم ریشه در زبان یونانی دارد و از کلمه کروم به معنای رنگ و زوما به معنی بدن گرفته شده است.
در کروموزومهای یوکاریوتها، DNA غیرمتراکم در یک ساختار تا حدودی منظم در داخل هسته وجود دارند.
در هسته، رشتههای DNA در اطراف پروتئینی‌‌‌هایی به نام هیستون‌‌‌ها پیچیده می‌شوند.
این ساختار ترکیبی (مجموعه DNA و پروتئین)، «کروماتین» (chromatin) نامیده می‌شود.
در طی میتوز (تقسیم سلولی)، کروماتین به شکل کروموزومها متراکم می‌شود.
در این حالت است که به صورت طبیعی کروموزومهای منفرد با میکروسکوپ نوری قابل مشاهده هستند.
مقایسه کروموزوم در سلولهای یوکاریوتی و پروکاریوتی
برخلاف سلولهای یوکاریوتی که اغلب دارای کروموزومهای متعددی هستند
و در ساختار این کروموزومها، پروتئینهای هیستون قرار دارند،
در سلولهای پروکاریوتی که ساختار هسته وجود ندارد،
ماده ژنتیکی سلول به طور معمول از یک کروموزوم تشکیل شده است که پروتئینهای هیستون در آن وجود ندارند
و در فضای سیتوپلاسم سلول‌‌‌ها به صورت آزاد قرار می‌گیرند.
افزایش یا از بین رفتن مواد کروموزومی‌می‌تواند منجر به اختلالات ژنتیکی ارثی مختلف شود.
در برخی موارد، این اختلالات ژنتیکی می‌توانند در طول زندگی فرد ایجاد شوند . به عنوان مثال قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی مضر یا پرتوهای خطرناک، در نتیجه جنگ‌‌‌های شیمیایی یا آلودگی محیط زیست، می‌توانند آسیب ژنتیکی در سلولهای جنسی افراد ایجاد کنند و منجر تولد فرزندانی با اختلال و نقص ژنتیکی شوند.
سوء مصرف مواد مخدر یا عفونت به وسیله یک عامل بیماری‌زا از طریق رابطه جنسی نیز می‌توانند منجر به آسیب ژنتیکی شوند.
هر کروموزوم دارای دو بازوی است، بازوی کوتاه‌تر کروموزوم، بازوی p (از کلمه کوچک فرانسویpetti گرفته شده است ) نام دارد و یک بازوی بلندتر که بازوری q (در الفبای لاتین بعد از حرف p حرف q قرار دارد) نامیده می‌شود. در حالت عادی که تقسیم سلولی صورت نمی‌گیرد کروموزومها در حالت غیرمتراکم قرار دارند که در این زمان ابزار‌‌های مختلف سلولی می‌توانند به DNA برای رونویسی، تنظیم و تکثیر دسترسی پیدا کنند.
ساختار کروموزوم
ساختار کروموزوم: کروموزومها ساختار بسیار پیچیده‌ای دارند. DNA، یا داکسی ریبونوکلئیک اسید، پایه این ساختار را تشکیل می‌دهد. DNA از دو رشته جفت باز اسید نوکلئیک ساخته شده است.
جفت بازها در DNA عبارتند از:
- سیتوزین
- آدنین
- تیمین
- گوانین
ساختار مارپیچی ایجاد شده توسط دو رشته DNA ناشی از جفت شدن بازهای مکمل در رشته مخالف است. باز آدنین با تیمین و گوانین با سیتوزین مکمل هستند. در سمت مقابل این بازها ستون فقرات فسفات – دی‌اکسی ریبوز قرار می‌گیرند
هنگامی که DNA تکثیر می‌شود، رشتهها از هم جدا می‌شوند و یک آنزیم پلیمراز رشته جدیدی را می‌سازد که با هر کدام از رشتههای اولیه مطابقت دارد. به این ترتیب، DNA به طور کامل تکثیر می‌شود.
این کار به صورت آزمایشگاهی با یک واکنش زنجیره‌ای پلیمراز یا PCR انجام می‌شود که در آن از آنزیم‌‌های ویژه که در دماهای بالا فعال هستند، برای جدا کردن و تکثیر رشتهها چندین بار استفاده می‌شود، تا نسخه‌‌های زیادی از یک DNA تولید شود. این روش آزمایشگاهی مطالعه هر رشته DNA، حتی کروموزومهای کامل یا ژنوم را بسیار ساده‌تر می‌کند.
بعد از اینکه سلول، DNA را بیان و تکثیر کرد، ممکن است تقسیم سلولی اتفاق بیافتد. این اتفاق در هر دو نوع سلول پروکاریوت و یوکاریوت رخ می‌دهد، اما فقط یوکاریوتها DNA خود را متراکم می‌کنند تا بتوانند تقسیم سلولی را انجام دهند. DNA پروکاریوتی به حدی ساده است که تعداد محدودی پروتئین ساختاری با کروموزوم آن‌ها همراه است. در کروموزوم یوکاریوتها بسیاری از پروتئینهای ساختاری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پروتئینهای داربستی
اولین پروتئینها، هیستون‌های هسته هستند. بسیاری از پروتئینهای هیستون منفرد به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک هیستون هسته تشکیل شود. DNA می‌تواند به دور هسته‌های هسیتونی پیچ بخورد و ساختارهای متراکم و پیچ خورده‌ای را ایجاد کند. این ساختار و هیستون مرتبط با آن به عنوان هسته شناخته می‌شوند.این هسته‌های هیستونی مهره‌های روی رشته را تشکیل می‌دهند.
این رشته به دور یک هیستون دیگر، به نام هیستون H1 پیچ می‌خورد و سرانجام الیاف تولید می‌شوند. نوع بعدی پروتئینی که در ساختار کروموزومها قرار دارند، پروتئینهای داربست یا پروتئینهای اسکفولد (Scaffold Proteins) هستند، این پروتئینها شروع به افزایش پیچ خوردگی‌ها و ایجاد ساختارهای پیچیده کروموزومی می‌کنند.
هنگامی‌که کروموزوم باید در حین تقسیم سلولی متراکم شود، پروتئینهای داربست بیشتری فعال می‌شوند و ساختار بسیار متراکم‌تری به کروموزومها می‌دهند در حقیقت، حتی با میکروسکوپ، کروموزومهای منفرد تا نزدیکی اواسط چرخه تقسیم سلولی، هنگامی‌که کروموزوم بسیار متراکم می‌شود، قابل تشخیص نیستند.
ساختمان کروموزوم
ساختمان کروموزوم :هر کروموزوم از بخش‌های متفاوتی تشکیل شده که هر کدام عملکرد خاصی دارند. در ادامه به بررسی بخش‌های مختلف هر کروموزوم می‌پردازیم.
سانترومر
هر کروموزوم یک نقطه انقباضی دارد که «سانترومر» (Centromere) خوانده می‌شود. کروموزومها از ناحیه سانترومر به دو بخش تقسیم می‌شوند و به هر کدام از این بخش‌ها «بازوهای کروموزوم» (Chromosome Arms) می‌گویند. سانترومرها همیشه در میانه کروموزومها قرار دارند و گاهی حتی یک سانترومر ممکن است نزدیک به انتهای کروموزوم قرار گیرد.
بازوی کوتاه به نام بازوی p نام گذاری شده و بازوی بلند کروموزوم بازوی q نام دارد. محل قرارگیری سانترومر در هر کروموزوم ویژگی‌های ساختاری آن کروموزوم را مشخص می‌کند و به وسیله آن می‌توان جایگاه هر ژن را بر روی کروموزوم مشخص کرد.
کروموزومها از ناحیه سانترومر در زمان تقسیم سلولی در میانه سلول ردیف می‌شوند. در ناحیه سانترومر پروتئین‌هایی به نام کینه‌توکور‌ها وجود دارند که محل اتصال رشتههای کمربند تقسیم سلولی به کروموزومها هستند. زمانی که کروموزومها برای تولید سلول جدید شروع به تقسیم می‌کنند، سانترومرها محل اتصالی برای دو نیمه همانندسازی شده کروموزوم می‌سازند و کروموزومهای متصل شده از ناحیه سانترومر به یکدیگر، «کروماتیدهای خواهری» (Sister Chromatids) نام می‌گیرند.
تلومر
تلومرها بخش‌های تکراری از مولکول DNA هستند که در انتهای کروموزومهای خطی قرار می‌گیرند. این ناحیه از کروموزومها از ساختارهای انتهایی کروموزومها محافظت می‌کنند. عملکرد تلومرها در کروموزومها مانند محافظت قطعه پلاستیکی ابتدای بند کفش از یکپارچگی ساختار بند کفش است. در سلولهای مختلف، تلومرها در هر تقسیم سلولی قطعه‌ای از ساختار خود را از دست می‌دهند. در واقع در هر بار تقسیم سلولی تلومرها کوتاه‌تر می‌شوند. هنگامی که تمام تلومرهای مولکول DNA از بین رفت، این مولکول دیگر قادر به تقسیم نیست.
گلبول‌های سفید و سایر سلول‌هایی که به طور مکرر تقسیم می‌شوند، دارای آنزیمی هستند که می‌تواند از نابودی تلومرها در کروموزومها، طی تقسیم سلولی جلوگیری کند، به همین دلیل است که می‌توانند طول عمر بیشتری داشته باشند.
تلومرها نقشی مهمی نیز در سرطان دارند. کروموزومهای سلولهای سرطانی بدخیم معمولا در طول تقسیم سلولی تلومرهای خود را از دست نمی‌دهند و همین امر باعث می‌شود که بتوانند به صورت نامحدود تقسیم شده و سرطان را در سراسر بدن گسترش دهند.
جهت مشاهده پیج اینستاگرام مرکز تخصصی ژنتیک پزشکی ژن آزما کلیک کنید.
مطالب بیشتر:
بیماری های چاقی، قلبی و هموفیلی
بدون دیدگاه