Chromozóm

Chromozóm (gréc. chroma = farba, soma = telo) je (väčšinou stužkovitý) útvar v bunkovom jadre, viditeľný počas mitózy alebo meiózy, ktorý pozostáva z jednej alebo dvoch molekúl DNA a naviazaných bielkovín (nukleoproteínov). Chromozómy sú nositeľmi genetickej informácie zakódovanej do molekuly DNA.

Submetacentrický chromozóm: 1. chromatida, 2. centroméra, 3. krátke rameno chromatidy, 4. dlhé rameno chromatidy

Ako chromozóm sa označuje aj DNA prokaryotických buniek, aj keď nevytvára charakteristický útvar pozorovateľný pod mikroskopom, tak ako je to u eukaryotických buniek.

V eukaryotických bunkách sa chromozómy nachádzajú v bunkovom jadre (ktoré v prokaryotických bunkách neexistuje, hoci niekedy symbolicky hovoríme o nukleoidoch alebo jadrových ekvivalentoch). V prokaryotických bunkách je genetická informácia uložená v jedinom chromozóme. V eukaryotických bunkách sa naopak vyskytuje počet chromozómov závislý od druhu rastliny, živočícha, huby či prvoka.

Chromozómy prokaryotických buniek

V nukleoidoch sa nachádza len kruhovitý, klbkovitý a pomerne krátky helix DNA, ktorá sa väčšinou označuje ako chromozóm, hoci nemá históny a iné chromozómové bielkoviny, ani typickú chromozómovú štruktúru. Eukaryotické a prokaryotické bunky majú rozdielne množstvo DNA, dĺžku molekúl DNA a usporiadanie špecifických nukleotidových sekvencií. Ďalším rozdielom oproti eukaryotickým bunkám je kontinuálna replikácia (čiže replikácia začínajúca v jednom štartovacom bode), kým eukaryotické chromozómy majú aj vyše 100 štartovacích bodov.

Chromozómy eukaryotických buniek

Počet chromozómov v bunkovom jadre môže byť diploidný – u somatických (telesných) buniek, alebo haploidný – u pohlavných buniek. V diploidnej sade sa vyskytujú páry homologických chromozómov, ktoré majú rovnaký tvar, veľkosť, štruktúru aj funkciu. Počet, tvar a veľkosť chromozómov je stálym znakom pre určitý druh. Súbor všetkých morfologických znakov sady chromozómov v bunke sa nazýva karyotyp.

Zloženie

DNA sa omotá okolo bielkovín – histónov a vzniknutý proteínový komplex (nukleohistónový komplex, skrátene nukleohistón) sa nazýva nukleozóm a tvorí základnú štruktúrnu jednotku eukaryotického chromatínu. Po celej dĺžke molekuly DNA sa nachádza veľké množstvo nukleozómov v tesných vzdialenostiach medzi sebou tvoriac tak nukleozómové vlákno o priemere ~10 nm. Úspora dĺžky DNA je približne 6-násobná. Ďalšia kondenzácia spočíva v zhustení samotných nukleozómov do kompaktnejších štruktúr. Umožňuje to ďalší typ histónu, ktorý nie je súčasťou 10 nm nukleozómového vlákna. Až s jeho prítomnosťou dochádza k veľmi tesnému spojeniu susediacich nukleozómov a výsledkom je vlákno široké 30 nm. Pri tomto stupni kondenzácie je DNA skrátená zhruba 40-násobne oproti relaxovanej. Napokon prichádzajú do hry proteíny, ktoré tvoria tzv. chromozómové lešenie (angl. scaffold). Sú to nehistónové proteíny, ktoré vytvoria akýsi podklad, ku ktorému sa 30 nm vlákno s DNA prichytí na viacerých miestach, pričom voľné vlákna vytvoria slučky smerujúce od lešenia do všetkých strán. Podrobné znalosti o týchto štruktúrach ani o ďalšom priebehu vinutia DNA nie sú známe, pretože ich preskúmanie je do značnej miery technicky náročné. Na jeho konci je kondenzovaný metafázny chromozóm, ktorý je asi 10000x kratší a 400x hrubší ako je nahá DNA.

Základnou štrukturálnou jednotkou eukaryotického chromozómu je chromonéma – špirálovito stočené vlákno. Vnútri chromozómu sú obyčajne štyri takéto vlákna, ktorých špiralizáciou a prekrížením vznikajú na nich útvary nazývané chromoméry. Tieto obsahujú zhluky molekúl DNA. Dve chromonémy spolu s chromomérami tvoria chromatidu a dve chromatidy tvoria celý chromozóm. V mieste spojenia týchto dvoch chromatíd sa nachádza centroméra. Na centroméru je pripojený kinetochór, ktorý zabezpečuje pripojenie chromozómu na vlákna deliaceho vretienka ,ako aj pohyb chromozómov k pólom bunky počas anafázy . Toto miesto na chromozóme označujeme ako primárna konstrikcia. Niektoré chromozómy obsahujú aj sekundárnu konstrikciu --> organizátor jadierka (zodpovedá za organizáciu jadierka a jeho funkciu) , ktorá sa vyskytuje na jednom z ramien a oddeľuje tzv. satelit (trabant). V tejto oblasti dochádza k rekonštrukcií jadierka (nucleolus) po skončení procesu mitózy. Jednotlivé úseky chromozómu nemajú jednotné chemické zloženie. Rozlišujeme euchromatínové a heterochromatínové úseky. Euchromatínový úsek je tvorený hlavne DNA a globulínmi, naproti tomu heterochromatínový úsek obsahuje komplex DNA, RNA a bielkovín histónového typu. Chromozómy nemajú na svojom povrchu membránu.

Konce eukaryotických chromozómov sa označujú ako teloméry. Teloméry neobsahujú nijaké gény, iba nekódujúce sekvencie v mnohých opakovaniach. Referencie

• Radovan Malina: Všeobecná zoológia – zdroj, z ktorého (pôvodne) čerpal tento článok.

Iné projekty

Wikicitáty

Commons

• Wikicitáty ponúkajú citáty od alebo o Chromozóm
• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Chromozóm