Περιεχόμενο
Η θεμελιώδης σημασία των χρωμοσωμάτων είναι ότι περιέχουν το DNA ή το δεσοξυριβονουκλεϊκό οξύ, την ουσία που περιέχει όλους τους γενετικούς κώδικες των οργανισμών. Όταν ένα κύτταρο χωρίζεται, τα χρωμοσώματα του πρέπει πρώτα να αναπαράγονται. Τα κελιά χωρίζουν με δύο βασικούς τρόπους - μίτωσις και Μεϊώση. Ο τελευταίος τύπος διαίρεσης ενσωματώνει το πρώτο.
Ποιος τύπος χρωμοσωμάτων διαίρεσης υφίσταται εξαρτάται από τον τύπο του κυττάρου που διαιρεί. Τα περισσότερα κύτταρα διαιρούνται μέσω της μίτωσης και όλα τα προκαρυωτικά κύτταρα αναπαράγονται με μια διαδικασία πολύ παρόμοια με τη μίτωση που ονομάζεται δυαδική σχάση. Ορισμένα κύτταρα που εμπλέκονται στη διαδικασία σεξουαλικής αναπαραγωγής, ωστόσο, βασίζονται στη μεΐωση. Είναι σημαντικό τα χρωμοσωμάτια να αναπαράγονται σωστά έτσι ώστε κάθε προκύπτον κύτταρο να έχει τη σωστή ποσότητα DNA μετά από διαίρεση
Χρωμοσώματα
Τα χρωμοσώματα είναι σφιχτά συσκευασμένες δομές από ό, τι περιέχουν χρωματίνη, ή DNA τυλιγμένο γύρω από μια πρωτεΐνη που ονομάζεται ιστόνες. Διαμένουν στους πυρήνες των ευκαρυωτικών κυττάρων, ενώ το ϋΝΑ των προκαρυωτικών κυττάρων στο κυτταρόπλασμα, καθώς αυτά τα κύτταρα δεν έχουν πυρήνες ή άλλα οργανίδια που δεσμεύονται με μεμβράνη.
Όλα τα ανθρώπινα κύτταρα, εκτός από τα κύτταρα των ωαρίων και τα κύτταρα σπέρματος, έχουν 46 χρωμοσώματα διπλοειδές ανθρώπινο αριθμό. Οι γαμετοί (σεξουαλικά κύτταρα) έχουν 23 χρωμοσώματα, το απλοειδής ανθρώπινο αριθμό. ο καθένας είναι το προϊόν της σύντηξης ενός κυττάρου αυγού και ενός σπερματικού κυττάρου, και όταν αυτά συνδυάζονται, το αποτέλεσμα είναι η κανονική ποσότητα χρωμοσωμάτων, 46.
Τα 22 μη-σεξουαλικά χρωμοσώματα υποθέτουν καλά μελετημένες μορφές στη μικροσκοπία και αριθμούνται από 1 έως 22. Τα αντίστοιχα πατρικά και μητρικά χρωμοσώματα είναι γνωστά ως ομόλογα χρωμοσώματα (δηλαδή, το χρωμόσωμα 8 που πήρατε από τη μητέρα σας και το αντίγραφο που πήρατε από τον πατέρα σας είναι ομόλογα χρωμοσώματα ή απλά ομολόγους).
Όταν τα μεμονωμένα χρωμοσώματα αντιγραφούν (επαναλαμβάνονται), παραμένουν ενωμένα σε ένα σημείο συστολής γνωστό ως centromere. Αυτό το συγκρότημα έχει δύο βραχίονες που εκτείνονται σε αντίθετες κατευθύνσεις από το κεντρομερές. Οι βραχίονες είναι γνωστοί ως "βραχίονες" και οι μακρινοί βραχίονες ονομάζονται "όπλα". Τα χρωμοσώματα γίνονται ακόμα πιο σφιχτά συσκευασμένα κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης, καθιστώντάς τα ορατά κάτω από ένα μικροσκόπιο.
Κυτταρική διαίρεση
Όπως σημειώνεται, υπάρχουν δύο τύποι κυτταρικής διαίρεσης: μίτωση και μείοσις. Η μίτωση είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος κυτταρικής διαίρεσης, καθώς δημιουργεί νέα κύτταρα του σώματος, ενώ τα κύτταρα υφίστανται μείωση μόνο για να δημιουργήσουν νέα κύτταρα αυγών και σπερματοζωαρίων. Τα κύτταρα σε ορισμένους ιστούς διαιρούνται συνεχώς (π.χ. δέρμα). αυτά σε άλλους ιστούς δεν (π.χ., ήπαρ, καρδιά, νεφρό).
Ένα κύτταρο αναπαράγεται εντελώς κατά τη διάρκεια της μίτωσης και στη συνέχεια χωρίζεται σε δύο θυγατρικά κύτταρα. Κάθε θυγατρικό κύτταρο είναι πανομοιότυπο με το γονικό κύτταρο και μετά την κυτταρική διαίρεση, κάθε θυγατρικό κύτταρο περιέχει τον ίδιο αριθμό χρωμοσωμάτων με τον γονέα και το άλλο θυγατρικό κύτταρο. Κατά τη διάρκεια της μείωσης, δημιουργούνται τέσσερα θυγατρικά κύτταρα, το καθένα με το ήμισυ του αριθμού των χρωμοσωμάτων ως γονικό κύτταρο.
Αναπαραγωγή DNA στο Mitosis
Ο αναδιπλασιασμός του DNA είναι ένα ουσιαστικό μέρος τόσο της μίτωσης όσο και της μείωσης. Εξασφαλίζει ότι κάθε κόρη θυγατρικών έχει τον σωστό αριθμό χρωμοσωμάτων. Για να αναπαραχθεί το DNA στη μίτωση, κάθε χρωμόσωμα αναπαράγεται έτσι ώστε το νέο χρωμόσωμα να προσαρτηθεί στο αρχικό στο κεντρομερές. Τα δύο χρωμοσώματα ονομάζονται χρωματιστά αδέρφια. Διαχωρίζουν σε δύο πριν τη διάσπαση της κυψέλης και κάθε θυγατρική κυττάρων παίρνει ένα χρωμόσωμα από κάθε χρωματιστή αδελφή.
Η αναπαραγωγή του DNA στη μείοση
Η μεΐωση είναι πιο περίπλοκη από τη μίτωση και απαιτεί δύο κυτταρικές διαιρέσεις. Στο πρώτο στάδιο, τα χρωμοσώματα αναπαράγονται όπως στη μίτωση. Εντούτοις, τότε οι χρωματικοί βραχίονες αδελφών χρωματοειδών μπορεί να αλληλεπικαλύπτονται με άλλα χρωματοειδή αδελφών και να προκαλούν διασταυρώσεις - εναλλαγή του DNA μεταξύ των χρωματοειδών, έτσι ώστε κάθε χρωματοδίτης να μην είναι πλέον ταυτόσημο με την αδελφή του. Το κύτταρο διαιρείται στη συνέχεια δύο φορές, έτσι ώστε τα αδελφά χρώματα να διαχωριστούν και τα θυγατρικά κύτταρα να έχουν 23 χρωμοσώματα το καθένα.