Inhoud
Chromosomen zijn de microscopische entiteiten in levende cellen die de genetische informatie bevatten die betrekking heeft op het organisme als geheel. Chromosomen bestaan uit DNA (deoxyribonucleïnezuur, het informatiedragende molecuul in chromosomen) en structurele eiwitten.
Direct nadat een cel is gesplitst, heeft deze één kopie van elk chromosoom. Al snel wordt elk chromosoom gerepliceerd of gekopieerd als voorbereiding op mitosis en nog een ronde van celdeling.
Een gerepliceerd chromosoom (of equivalent een gedupliceerd chromosoom) bevat twee identieke chromatiden, ook wel genoemd zus chromatiden. Het verschil tussen een gedupliceerd chromosoom en een chromatide is strikt genomen dat een chromosoom twee chromatiden bevat die zijn verbonden in een structuur die een centromeer.
Een gedupliceerd chromosoom omvat daarom twee identieke strengen die langs hun lengte zijn verbonden op overeenkomstige lengtes van DNA.
De rol van chromosomen
Chromosomen zijn niets meer dan afzonderlijke brokken van een stof genaamd chromatine, dat bestaat uit zeer lange moleculen van DNA gewikkeld rond speciale eiwitten bekend als histonen. Verschillende organismen hebben verschillende aantallen chromosomen. Mensen hebben bijvoorbeeld 46.
In de meeste prokaryoten (d.w.z. organismen in de domeinen Bacteriën en Archaea) is er niet meer dan een enkel chromosoom in een ringconformatie, die toereikend is voor de behoeften van een een- of eencellig organisme.
Bij seksuele voortplanting bij mensen draagt een zaadcel de helft van de volledige set van het DNA van de vader, en een eicel bevat de helft van de complete set van de moeders. Wanneer deze tijdens het bevruchtingsproces samensmelten, wordt een 46-chromosoom-zygoot gevormd, die snel een embryo en vervolgens een foetus wordt.
In wezen was het eerste identificeerbare ding aan jou het DNA in je pas geassembleerde chromosomen, uniek in de menselijke geschiedenis (tenzij je een identieke tweeling hebt).
Homologe chromosomen versus chromatiden
Mensen hebben 46 chromosomen, 23 van elke ouder; 22 deze komen in verschillende paren, wat betekent dat de kopie van chromosoom 1 die je van je moeder hebt geërfd structureel identiek is aan de kopie van chromosoom 1 die je van je vader hebt geërfd, enzovoort voor de andere 21 "gematchte" chromosomen. Het 23e chromosoom in elke ouderlijke set is een geslacht chromosoom, X of Y.
Deze structureel identieke chromosomen in paren worden genoemd homologe chromosomen. Verschillen tussen deze homologe chromosomen treden alleen op op het niveau van de nucleotidebase-sequenties van het DNA van elk chromosoom.
Chromosoomreplicatie
Bedenk dat DNA dubbelstrengig is. Wanneer de twee strengen voldoende fysiek gescheiden worden om elke streng te kunnen kopiëren, kan een van twee dingen mogelijk gebeuren om twee dubbelstrengige "dochter" -kopieën van het DNA te maken.
Ten eerste kon elk van de twee nieuw gesynthetiseerde strengen gebonden blijven aan de sjabloonstreng waaruit het werd gecreëerd. Of, de twee "oude" strengen kunnen weer bij elkaar komen terwijl de twee net gesynthetiseerde strengen aan elkaar binden.
Het vorige scenario is wat er in feite gebeurt en wordt genoemd semiconservatieve replicatie, omdat elk "nieuw" dubbelstrengs DNA-molecuul in feite half "oud" en half "nieuw" is. (In conservatief replicatie, oude moleculen en nieuwe moleculen blijven gescheiden bij elke opeenvolgende replicatiecyclus.)
Dit betekent dat elk "nieuw" chromosoom, een chromatide genoemd, een gelijk mengsel van "oud" en "nieuw" materiaal bevat. De chromatiden samen, verbonden op hun gedeelde centromeer, vormen een gedupliceerd chromosoom.
DNA-replicatie vindt plaats tijdens de interfase van een levenscyclus van cellen - de periode nadat een nieuw gevormde cel is "gesetteld" en is begonnen met het dupliceren van al zijn delen in gereedheid voor de volgende mitose en celdeling. Cellen brengen het grootste deel van hun leven in interfase door.
Mitosis fasen
Mitosis, de verdeling van de kern van de eukaryote cellen in twee identieke dochterkernen, volgt de interfase en gaat direct vooraf aan de verdeling van de oudercel zelf (cytokinese). Het bestaat uit vijf fasen:
Het totaal van deze fasen is dat de centromeren van gedupliceerde chromosomen een rechte lijn vormen in de ongeveer te verdelen kern, en één chromatide in elke set naar een andere zijde van de delende kern wordt getrokken.
Wanneer de cel deelt, heeft elke dochtercel er nu een un-verveelvoudigd chromosoom, dat de cel vervolgens zal corrigeren wanneer de DNA-replicatie opnieuw begint in de interfase.