Περιεχόμενο
Τα πηνία του DNA στον πυρήνα ονομάζονται χρωμοσώματα. Τα χρωμοσώματα είναι πολύ μεγάλα τμήματα DNA τα οποία είναι γεμάτα από πρωτεΐνες. Ο συνδυασμός του DNA και των πρωτεϊνών που συσκευάζουν το DNA ονομάζεται χρωματίνη. Τα χρωμοσώματα που μοιάζουν με δάκτυλο είναι η πιο πυκνά συσκευασμένη κατάσταση του DNA. Η συσκευασία αρχίζει σε πολύ προγενέστερο στάδιο, όταν το DNA περιτυλίγει γύρω από τις μπάλες πρωτεϊνών που ονομάζονται νουκλεοσώματα. Τα νουκλεοσώματα στη συνέχεια κολλάνε μαζί για να σχηματίσουν μια παχύτερη ίνα που ονομάζεται ίνα 30-νανομέτρων. Αυτή η ίνα τότε σχηματίζει πηνία, τα οποία κάμπτονται για να σχηματίσουν ακόμα μεγαλύτερα πηνία. Οι σπειροειδείς ρόλοι είναι το πώς το DNA είναι πυκνά συσκευασμένο σε χρωμοσώματα που μοιάζουν με δάχτυλα.
Χρωμοσώματα
Τα χρωμοσώματα είναι οι δομές που προστατεύουν και ελέγχουν τις γενετικές πληροφορίες στο DNA. Τα χρωμοσώματα μπορούν να είναι μακρά και τεντωμένα, ή μπορούν να συσκευαστούν σφιχτά σε παχιά δακτυλοειδή δομή. Η απλωμένη κατάσταση καθιστά το DNA ευκολότερο να διαβαστεί, αλλά ευάλωτο στη θραύση. Η πυκνή, όμοια με το δάκτυλο κατάσταση επιτρέπει στα χρωμοσώματα να τραβηχτούν ξεκάθαρα όταν διαχωρίζεται μια κυψέλη, αλλά καθιστά την ανάγνωση των πληροφοριών πιο δύσκολη. Οι άνθρωποι γενικά έχουν 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων, που σημαίνει ότι έχουν 46 χρωμοσώματα. Το ήμισυ του κάθε ζεύγους χρωμοσωμάτων προέρχεται από κάθε γονέα. Δύο από τα 46 ονομάζονται σεξουαλικά χρωμοσώματα, επειδή καθορίζουν το φύλο ενός ατόμου. Τα άλλα 44 ονομάζονται σωματικά χρωμοσώματα επειδή περιέχουν γονίδια που καθορίζουν άλλα βιολογικά χαρακτηριστικά.
Ιστοόνες και Νουκλεοσώματα
Η πιο βασική μονάδα ενός χρωμοσώματος είναι το DNA τυλιγμένο γύρω από νουκλεοσώματα. Ένα νουκλεοσώματος είναι μια μπάλα από οκτώ πρωτεΐνες που ονομάζονται ιστόνες. Οι ιστοσίδες είναι θετικά φορτισμένες έτσι ώστε να προσελκύουν το αρνητικά φορτισμένο DNA, το οποίο αναδιπλώνεται δύο φορές γύρω από ένα νουκλεοσώματος. Το DNA που τυλίγεται γύρω από τα νουκλεοσώματα είναι σαν μια σειρά από μαργαριτάρια. Οι ιστοόνες είναι εξαιρετικές για την περιτύλιξη του DNA επειδή τα θετικά τους φορτία μπορούν να τροποποιηθούν όταν ορισμένα μόρια συνδέονται με αυτά. Όσο πιο θετικά φορτίζονται οι ιστόνες, τόσο πιο σφιχτό το DNA θα τυλίγεται γύρω από αυτό. Η υγρασία του θετικού φορτίου στις ιστόνες χαλαρώνει την πρόσφυση τους στο DNA. Το χαλαρωμένο DNA μεταγράφεται ευκολότερα ή διαβάζεται σε mRNA.
Ίνες και πηνία
Το δεύτερο επίπεδο της συσκευασίας του DNA συμβαίνει όταν η σειρά των DNA και των νουκλεοσωμάτων τραγάνε μαζί για να σχηματίσουν μια παχιά ίνα. Αυτή η ίνα έχει διάμετρο 30 νανόμετρα και αναφέρεται ως ίνα μήκους 30 νανομέτρων. Αυτή η ίνα στη συνέχεια διπλώνει στον εαυτό της για να σχηματίσει βρόχους κατά μήκος μιας ράβδου πρωτεϊνών, όπως κλαδιά που μεγαλώνουν από έναν κορμό δέντρου. Αυτή η δομή κορμού δέντρου παίρνει έπειτα ένα ελικοειδές σχήμα, όπως αυτό ενός τηλεφωνικού καλωδίου. Το DNA είναι τόσο μακρύ που το ίδιο το ελικοειδές πηνίο γίνεται σαν μια μεγάλη ίνα, η οποία μπορεί να συσπειρωθεί και πάλι. Η πυκνότητα ενός χρωμοσώματος είναι όπως αυτή πολλών κορδονιών που στροβιλίζονται σε κύκλο και στοιβάζονται μαζί σε μεγάλα κιβώτια, τα οποία μεταφέρονται σε εμπορευματοκιβώτια φορτωμένα με φορτηγά 18 τροχών - αλλά σε ένα χρωμόσωμα, όλα τα κορδόνια συνδέονται.
Centromeres & Telomeres
Τα ανθρώπινα χρωμοσώματα έχουν ομοιότητες στη δομή τους. Κοντά στη μέση του χρωμοσώματος υπάρχει μια περιοχή πρωτεϊνών που ονομάζεται centromere. Το κεντρομερές είναι σαν μια ισχυρή ζώνη. Κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης, όταν τα χρωμοσώματα τραβιούνται χωριστά σε δύο κύτταρα, τραβιούνται από τα κεντρομερή τους. Το τράβηγμα του ισχυρού κεντρομερούς, και όχι άλλα μέρη του χρωμοσώματος, μειώνει την πιθανότητα θραύσης του χρωμοσώματος. Τα άκρα των ανθρώπινων χρωμοσωμάτων περιέχουν τμήματα DNA που ονομάζονται τελομερή. Τα τελομερή δεν περιέχουν γονίδια, αλλά συντομεύονται κάθε φορά που διαιρείται η κυψέλη. Υπάρχουν για να προστατέψουν τα γονίδια περαιτέρω στο χρωμόσωμα, επειδή το χρωμόσωμα ελαττώνεται λίγο μετά από κάθε κυτταρική διαίρεση.