Chromosomenstruktur und -funktion

EIN Chromosom ist ein langes, fadenförmiges Aggregat von Genen, das Erbinformationen enthält und aus kondensiertem Chromatin gebildet wird. Chromatin besteht aus DNA und Proteinen, die eng zusammengepackt sind, um Chromatinfasern zu bilden. Kondensierte Chromatinfasern bilden Chromosomen. Chromosomen befinden sich im Zellkern unserer Zellen. Sie sind gepaart (eine von der Mutter und eine vom Vater) und werden als homologe Chromosomen bezeichnet. Während der Zellteilung werden Chromosomen repliziert und gleichmäßig auf jede neue Tochterzelle verteilt.

Schlüsselfunktionen: Chromosomen

• Chromosomen bestehen aus DNA und Proteine dicht gepackt, um lange Chromatinfasern zu bilden. Chromosomen beherbergen Gene, die für die Vererbung von Merkmalen und die Steuerung von Lebensprozessen verantwortlich sind.
• Die Chromosomenstruktur besteht aus einer langen Armregion und einer kurzen Armregion, die in einer zentralen Region verbunden sind, die als a bekannt ist Centromere. Die Enden eines Chromosoms werden als Telomere bezeichnet.
• Duplizierte oder replizierte Chromosomen haben die bekannte X-Form und bestehen aus identischen Schwesterchromatiden.
• Während der Zellteilung, Schwesterchromatiden trennen und in neue Tochterzellen eingebaut werden.
• Chromosomen enthalten die genetischen Codes für die Proteinproduktion. Proteine ​​regulieren wichtige zelluläre Prozesse und bieten strukturelle Unterstützung für Zellen und Gewebe.
• Chromosom Mutationen führen zu Veränderungen der Chromosomenstruktur oder zu Veränderungen der Chromosomenzahlen in der Zelle. Mutationen haben meist schädliche Folgen.

Chromosomenstruktur

Ein Telomer ist eine Region der DNA-Sequenz am Ende eines Chromosoms. Ihre Funktion ist es, die Enden des Chromosoms vor dem Abbau zu schützen. Hier sind sie als Highlights an den Chromosomenspitzen sichtbar. Bildnachweis: Science Picture Co / Themen / Getty Images

EIN nicht dupliziertes Chromosom ist einzelsträngig und besteht aus einer Centromerregion, die zwei Armregionen verbindet. Die Kurzarmregion heißt p Arm und die Langarmregion heißt die q Arm. Die Endregion eines Chromosoms wird als Telomer bezeichnet. Telomere bestehen aus sich wiederholenden nicht-kodierenden DNA-Sequenzen, die sich verkürzen, wenn sich eine Zelle teilt.

Chromosomen-Vervielfältigung

Chromosomen-Duplikate treten vor den Teilungsprozessen von Mitose und Meiose auf. DNA-Replikationsprozesse ermöglichen es, korrekte Chromosomenzahlen zu erhalten, nachdem sich die ursprünglichen Zellen geteilt haben. EIN dupliziertes Chromosom besteht aus zwei identischen Chromosomen, den Schwesterchromatiden, die an der Zentromerregion verbunden sind. Schwesterchromatiden bleiben bis zum Ende des Teilungsprozesses zusammen, wo sie durch Spindelfasern getrennt und in getrennten Zellen eingeschlossen werden. Sobald sich die gepaarten Chromatiden voneinander trennen, wird jedes als Tochterchromosom bezeichnet.

Chromosomen und Zellteilung

Chromosomen sind fadenförmige Strukturen aus DNA und Proteinen. Während der Zellteilung bestehen Chromosomen aus zwei Armen oder Chromatiden, die durch ein Zentromer verbunden sind. Verbundene Chromatiden werden Schwesterchromatiden genannt. Bildnachweis: Adrian T Sumner / Die Bilddatenbank / Getty Images

Eines der wichtigsten Elemente für eine erfolgreiche Zellteilung ist die korrekte Verteilung der Chromosomen. Bei der Mitose bedeutet dies, dass die Chromosomen auf zwei Tochterzellen verteilt werden müssen. Bei der Meiose müssen die Chromosomen auf vier Tochterzellen verteilt werden. Der Spindelapparat der Zelle ist für die Bewegung der Chromosomen während der Zellteilung verantwortlich. Diese Art der Zellbewegung beruht auf Wechselwirkungen zwischen Spindelmikrotubuli und Motorproteinen, die zusammenarbeiten, um Chromosomen zu manipulieren und zu trennen.

Es ist von entscheidender Bedeutung, dass eine korrekte Anzahl von Chromosomen in sich teilenden Zellen erhalten bleibt. Fehler, die während der Zellteilung auftreten, können zu Personen mit unausgeglichenen Chromosomenzahlen führen. Ihre Zellen können entweder zu viele oder zu wenige Chromosomen aufweisen. Diese Art des Auftretens ist bekannt als Aneuploidie und kann in autosomalen Chromosomen während der Mitose oder in Geschlechtschromosomen während der Meiose auftreten. Anomalien der Chromosomenzahlen können zu Geburtsfehlern, Entwicklungsstörungen und zum Tod führen.

Chromosomen und Proteinproduktion

DNA wird transkribiert und translatiert, um Proteine ​​zu produzieren. Die reverse Transkription wandelt RNA in DNA um. ttsz / iStock / Getty Images Plus 

Die Proteinproduktion ist ein lebenswichtiger Zellprozess, der von Chromosomen und DNA abhängig ist. Proteine ​​sind wichtige Moleküle, die für fast alle Zellfunktionen benötigt werden. Chromosomale DNA enthält Segmente, die Gene genannt werden, die für Proteine ​​kodieren. Während der Proteinproduktion wird die DNA abgewickelt und ihre codierenden Segmente werden in ein RNA-Transkript transkribiert. Diese Kopie der DNA-Nachricht wird aus dem Kern exportiert und dann übersetzt, um ein Protein zu bilden. Ribosomen und ein anderes RNA-Molekül, Transfer-RNA genannt, binden gemeinsam an das RNA-Transkript und wandeln die codierte Nachricht in ein Protein um.

Chromosomenmutation

Genetische Mutation. BlackJack3D / E + / Getty Images

Chromosomenmutationen sind Veränderungen, die in Chromosomen auftreten und in der Regel das Ergebnis von Fehlern sind, die während der Meiose oder durch Einwirkung von Mutagenen wie Chemikalien oder Strahlung auftreten. Chromosomenbrüche und -duplikationen können verschiedene Arten von Chromosomenstrukturveränderungen verursachen, die für das Individuum typischerweise schädlich sind. Diese Arten von Mutationen führen zu Chromosomen mit zusätzlichen Genen, nicht genügend Genen oder Genen, die in der falschen Sequenz vorliegen. Mutationen können auch Zellen hervorbringen, die eine abnormale Anzahl von Chromosomen aufweisen. Anormale Chromosomenzahlen treten typischerweise auf, wenn keine Disjunktion vorliegt oder homologe Chromosomen während der Meiose nicht richtig aufgetrennt werden.