Vi forklarer, hvad kromosomer er, deres form og struktur. Også deres karakteristika og funktioner.

Hvad er kromosomer?

Kromosomer er meget velorganiserede strukturer, der findes i cellerne. De er sammensat af genetisk materiale (DNA) og forskellige andre proteiner. De indeholder den genetiske information om et levende væsen.

Kromosomer findes parvis, normalt i identisk antal for alle individer af samme art, men kan variere i forskellige celletyper. Afhængigt af antallet af kromosomer, de har (kaldet kromosombelastning), kan de være diploide (2n, fuld belastning) eller haploide (1n, halv belastning).

I eukaryote celler (med en defineret cellekerne) består kromosomer af kromatin. Men de består også af RNA og andre proteiner, nogle meget grundlæggende proteiner kaldet histoner og andre ikke-histoner. Alle disse udgør nukleosomer, inaktive klumper af DNA, som udgør de grundlæggende byggesten i hvert kromosom.

Det samlede billede af et individs kromosomer, en slags genetisk kort, kaldes en karyotype.

Se også: Genetisk kode

Kromosomform

Hvert kromosom har en karakteristisk form og størrelse.

De har dog en tendens til at have en X-lignende form (hos eukaryoter) eller en cirkulær form (hos prokaryoter).

Deres form kan observeres i mikroskopet under meiose eller mitose (celledeling eller replikation).

Kromosomer måler mellem 10 og 20 mikrometer og kan være mindre i enklere levende organismer.

Kromosompar kan være forskellige i længde, men er generelt meget ens og har de samme gener i samme rækkefølge. Dette er ikke altid tilfældet, for eksempel er kønskromosomer meget forskellige fra hinanden.

Kromosomstruktur

Kromosomer har en dobbeltstruktur, der består af to lange, parallelle former kaldet kromatider. De er samlet ved et brændpunkt, der kaldes centromeren.

Generne er placeret på hver “arm” af en kromatid. I identisk position i forhold til sin homolog, i rum kaldet loci (plural loci).

Kromosomernes centromer deler hver kromatid i to segmenter, kaldet “arme”: en kort arm (p-arm) og en lang arm (q-arm). Og afhængigt af centromerets placering vil vi være i tilstedeværelse af:

• Metacentriske kromosomer. De har centromeren næsten nøjagtigt i midten af strukturen og danner arme af meget ens længde.
• Submetacentriske kromosomer. De har centromeren forskudt fra midten, men ikke helt mod begge ender. De har upræcise og asymmetriske arme, som klart kan skelnes.
• Akrocentriske kromosomer. De har centromeren nær den ene ende, væk fra midten, hvilket danner meget ulige arme.
• Telocentriske kromosomer. Centromeren befinder sig for enden af begge kromatider og ser ud til kun at danne to arme.

Kromosomfunktion

Disse biologiske strukturer bevarer det genetiske indhold og forhindrer (så vidt muligt), at det bliver beskadiget eller går tabt. Med andre ord sikrer de overførslen af den genetiske information, der er lagret i forældrecellens DNA, til dens afkom under cellens replikation.

Tab af denne information ved ødelæggelse eller beskadigelse af et enkelt kromosom kan føre til misdannelser, sygdomme eller syndromer, der forringer individets sundhed eller funktionsevne.

Typer af kromosomer

Der findes forskellige kromosomer for eukaryote og prokaryote celler, som kan skelnes både i form og struktur:

• Prokaryote kromosomer. De har en enkelt DNA-streng, findes i nukleoiderne spredt ud over hele cytoplasmaet i disse encellede organismer og har cirkulær form.
• Eukaryote kromosomer. De er betydeligt større end prokaryoter og har et lineært (dobbeltstrenget) dobbeltstrenget DNA. De er X-formede.

Der findes også specielle og usædvanlige kromosomer, som kun findes i visse celletyper eller arter, f.eks.

• Polytene kromosomer. De er karakteristiske for visse insekters væv, især i deres spytkirtler, og produceres i permanent replikerende kerner (permanent interfase). Det er kromosomer med hundredvis eller tusindvis af strenge, der er forbundet med hinanden og af stor størrelse (op til 7,5 mikrometer).
• Børstekromosomer. De er observeret i salamanderæg (Ambystoma mexicanum) og er nogle af de største, der er observeret i reproduktive celler hos dyr, der ikke er pattedyr. De er formet som “krøller” eller sløjfer på samme måde som en børste eller børste-lignende
• B-kromosomer. Dette er et heterogent sæt af supplerende eller “ekstra” kromosomer, der kaldes overtallige og er typisk for nogle dyrearter. Disse kromosomer er mindre end de normale kromosomer (A-kromosomer) og har alternative arvelighedsmønstre.

Eukaryote kromosomer

Og derudover har kromosomerne hos eukaryoter eller eukaryoter telomerer i deres ender eller arme: en slags “hætter”, der består af områder med gentagende, ikke-kodende DNA. Disse ender har ingen uundværlig information, men giver strukturel stabilitet til hele samlingen.

Eukaryote kromosomer kan også klassificeres efter deres specifikke funktion inden for individets genpulje. Dette er ekstremt vigtigt, når der skal skabes et nyt individ af arten, især ved seksuel formering. Vi kan således tale om:

• Somatiske kromosomer. De kaldes også autosomale kromosomer og giver individet dets ikke-kønsmæssige karakteristika, dvs. de karakteristika, der definerer det i dets ikke-reproduktive livsnødvendige aspekter, såsom dets form, størrelse, struktur osv.
• Kønskromosomer. De kaldes også allosomer og er dem, der (ud over andre egenskaber) bestemmer individets kønskarakteristika, dvs. som adskiller individet efter dets biologiske køn: mand og kvinde. I menneskers tilfælde har hanner et 23. par XY-kromosomer (på grund af deres udseende), mens kvinder har XX-kromosomer.

Prokaryote kromosomer



I prokaryote organismer (bakterier og arkæer) har kromosomer ikke telomerer, da de er cirkulære i form og har en meget enklere struktur (en enkelt strimmel DNA). Faktisk har de normalt et enkelt kromosom, der indeholder alt det genetiske materiale.

DNA-replikationen starter i forskellige sektorer af deres cytoplasma, mere eller mindre organiseret afhængigt af arten. Det skyldes, at de er meget enklere og mere primitive livsformer, hvis formering altid er aseksuel (mitose).

Hvorfor er kromosomer vigtige?

Kromosomernes funktion er afgørende for eksistensen af organiseret liv. På den ene side er de ansvarlige for overførslen af genetisk materiale og styrer dets seksuelle eller aseksuelle reproduktionsprocesser. Men de bærer også informationerne om hele cellens og dermed organismens funktion.

På den anden side fylder de genetiske informationer meget lidt takket være deres organisering, og deres håndtering gør det lettere at replikere cellerne. Og det er en vigtig proces for organismers vækst, udskiftning af gamle eller beskadigede celler og forplantning.

Menneskelige kromosomer



Det kromosomale antal kromosomer hos mennesket er 23 par (dvs. 46 kromosomer). Af disse er 22 somatiske kromosomer, og 1 er et kønskromosom.

Kromosomerne indeholder hver eneste detalje af vores karyotype. Den genetiske information, de indeholder, består af 3200 millioner basepar af DNA (ca. 3 gigabyte information), som udgør mellem 20.000 og 25.000 gener.

I 2016 blev den samlede sekventering af det menneskelige genetiske materiale afsluttet som led i Human Genome Project, der blev grundlagt i 1990 med et budget på 3 milliarder dollars.

Hvordan blev kromosomer opdaget



Kromosomer blev opdaget i plante- og dyreceller (orme af slægten Ascaris) i slutningen af det 19. århundrede. Forskerne Karl Wilhelm von Nägeli (Schweiz) og Edouard Van Benenden (Belgien) gjorde den samme opdagelse samtidig og uafhængigt af hinanden.

Deres navn kommer fra de farvestoffer, der blev brugt til at observere dem (fra græsk: chroma, “farve”, og soma, “krop”). Det var dog først i det 20. århundrede, at man forstod den rolle, de spiller i den genetiske overførsel.

I det 19. århundrede havde Gregor Mendel allerede forklaret arvelighedens funktion, uden at han kendte til kromosomernes eksistens. I det 20. århundrede påviste Thomas Morgan, at kromosomer er forbundet med arvelighed. Denne opdagelse indbragte ham prisen for fysiologi og medicin i 1933.

Genetisk manipulation

Takket være de enorme fremskridt inden for medicinsk og biologisk teknologi er det nu muligt at gribe ind i kromosomer for at fremkalde visse egenskaber eller adfærd hos levende væsener. Dette gør det muligt at modificere fødevarer eller dyr genetisk for at gøre dem mere næringsrige, tykkere osv.

Dette repræsenterer en enorm række tekniske og industrielle muligheder, men også et ansvar og et enormt etisk dilemma. Konsekvenserne af at manipulere med naturen og livets fremtid kan være uforudsigelige.

Disse teknologier åbner også op for moralske spørgsmål vedrørende ændringen af det menneskelige genom. På den ene side kan en sådan ændring føre til nye former for diskrimination, men på den anden side kan den også føre til en meget ønsket helbredelse af mange medfødte sygdomme.

Se også: Transgene fødevarer

Referencer:

• “Kromosomer” i Wikipedia.
• “Kromosomer” i Naturvidenskab.
• “Kromosomer og gener” i Professor Online.
• “Genes and chromosomes” i MSD Handbook (produceret af The University of Pittsburgh).
• “Chromosomes: what are chromosomes and why are they important” i Medical Genetics Blog.
• “Chromosome” i The Encyclopaedia Britannica.
• “Chromosomes: Definition & Structure” i Live Science.

Hvordan citerer man?

“Chromosomes”. Forfatter: Julia Máxima Uriarte. I stedet for: Caracteristicas.co. Sidst redigeret: 26. marts 2020. Tilgængelig på: https://www.caracteristicas.co/cromosomas/. Besøgt: 26. marts 2021.