Vi förklarar vad kromosomer är, deras form och struktur. Dessutom beskrivs deras egenskaper och funktioner.

Vad är kromosomer?

Kromosomer är mycket organiserade strukturer som finns inuti cellerna. De består av genetiskt material (DNA) och olika andra proteiner. De innehåller den genetiska informationen för en levande varelse.

Kromosomer finns parvis, vanligtvis i identiskt antal för alla individer av samma art, men kan variera i olika celltyper. Beroende på hur många kromosomer de har (kallas kromosombelastning) kan de vara diploida (2n, full belastning) eller haploida (1n, halv belastning).

I eukaryota celler (med en definierad cellkärna) består kromosomerna av kromatin. Men de består också av RNA och andra proteiner, några mycket grundläggande proteiner som kallas histoner och andra som inte är histoner. Alla dessa utgör nukleosomer, inaktiva klumpar av DNA som utgör de grundläggande byggstenarna i varje kromosom.

Den totala bilden av en individs kromosomer, en slags genetisk karta, kallas karyotyp.

Se även: Genetisk kod

Kromosomernas form

Varje kromosom har en karakteristisk form och storlek.

De tenderar dock att ha en X-liknande form (hos eukaryoter) eller en cirkulär form (hos prokaryoter).

Din form kan observeras i mikroskop under meios eller mitos (celldelning eller replikation).

Kromosomer mäter mellan 10 och 20 mikrometer och kan vara mindre i enklare levande organismer.

Kromosompar kan skilja sig åt i längd, men är i allmänhet mycket lika och har samma gener i samma ordning. Detta är inte alltid sant, till exempel skiljer sig könskromosomer avsevärt från varandra.

Kromosomstruktur

Kromosomer har en dubbel struktur som består av två långa, parallella former som kallas kromatider. De är sammanfogade vid en punkt som kallas centromer.

Gener finns på varje ”arm” av en kromatid. I identisk position i förhållande till sin homolog, i avdelningar som kallas loci (plural loci).

Kromosomernas centromer delar varje kromatid i två segment som kallas ”armar”: en kort (p-arm) och en lång (q-arm). Och beroende på var centromeren är placerad finns det:

• Metacentriska kromosomer. De har centromeren nästan exakt i mitten av strukturen och bildar armar av mycket liknande längd.
• Submetacentriska kromosomer. Centromeren är förskjuten från centrum, men inte helt och hållet mot någon av ändarna. De har felaktiga och asymmetriska armar som tydligt kan särskiljas.
• Akrocentriska kromosomer. De har centromeren nära den ena änden, bort från centrum, vilket bildar grovt ojämna armar.
• Telocentriska kromosomer. Centromeren ligger i slutet av båda kromatiderna och verkar bara bilda två armar.

Kromosomens funktion

Dessa biologiska strukturer bevarar det genetiska innehållet och förhindrar (så långt det är möjligt) att det skadas eller går förlorat. Med andra ord säkerställer de överföringen av den genetiska information som finns lagrad i föräldracellens DNA till dess avkomma under cellreplikationen.

En förlust av sådan information, genom att en enskild kromosom förstörs eller skadas, kan leda till missbildningar, sjukdomar eller syndrom som försämrar individens hälsa eller funktion.

Typer av kromosomer

Det finns olika kromosomer för eukaryotiska och prokaryotiska celler, som skiljer sig åt både i form och struktur:

• Prokaryotiska kromosomer. De har en enda DNA-sträng, finns i nukleoiderna som är utspridda i cytoplasman hos dessa encelliga organismer och är cirkulära.
• Eukaryotiska kromosomer. De är betydligt större än prokaryoter och har ett linjärt (dubbelsträngat) dubbelsträngat DNA. De är X-formade.

Det finns också speciella och ovanliga kromosomer som bara finns i vissa celltyper eller arter, till exempel:

• Polytenkromosomer. De är karakteristiska för vissa insekters vävnader, särskilt i deras salivkörtlar, och produceras i permanent replikerande kärnor (permanent interfas). De är kromosomer med hundratals eller tusentals strängar som är sammanlänkade och stora (upp till 7,5 mikrometer).
• Borstkromosomer. De har observerats i ägg från salamandrar (Ambystoma mexicanum) och är några av de största som observerats i reproduktiva celler hos andra djur än däggdjur. De är formade som ”lockar” eller slingor i stil med en borste eller borstliknande
• B-kromosomer. Dessa är en heterogen uppsättning kompletterande eller ”extra” kromosomer, som kallas övertaliga och är typiska för vissa djurarter. Dessa är mindre än de normala kromosomerna (A-kromosomerna) och har alternativa arvsmönster.

Eukaryotiska kromosomer

Ovanpå ovanstående har kromosomerna hos eukaryoter eller eukaryoter telomerer i sina ändar eller armar: ett slags ”hattar” som består av områden med repetitivt, icke-kodande DNA. Dessa ändar har ingen oumbärlig information, men ger strukturell stabilitet åt hela enheten.

Eukaryotiska kromosomer kan också klassificeras enligt deras specifika funktion inom individens genpool. Detta är oerhört viktigt när man skapar en ny individ av arten, särskilt genom sexuell fortplantning. Vi kan alltså tala om:

• Somatiska kromosomer. De kallas också autosomala kromosomer och ger individen dess icke-sexuella egenskaper, dvs. de egenskaper som definierar individen i dess icke-reproduktiva livsaspekter, t.ex. form, storlek, struktur etc.
• Könskromosomer. De kallas också allosomer och är de som (utöver andra egenskaper) bestämmer individens sexuella egenskaper, dvs. de som skiljer individen åt enligt dess biologiska kön: manligt och kvinnligt. I människans fall har hanar ett 23:e par XY-kromosomer (på grund av deras utseende), medan kvinnor har XX-kromosomer.

Prokaryotiska kromosomer

I prokaryota organismer (bakterier och arkéer) har kromosomerna inga telomerer, eftersom de är cirkulära och har en mycket enklare struktur (en enda DNA-remsa). I själva verket har de oftast en enda kromosom som innehåller allt genetiskt material.

DNA-replikationen börjar i olika sektorer av cytoplasman, mer eller mindre organiserad beroende på arten. Detta beror på att de är mycket enklare och mer primitiva livsformer, vars reproduktion alltid är asexuell (mitos).

Varför är kromosomer viktiga?

Kromosomernas funktion är avgörande för att organiskt liv ska kunna existera. Å ena sidan ansvarar de för överföringen av genetiskt material och styr dess sexuella eller asexuella reproduktionsprocesser. Men de bär också informationen för hela cellens funktion och därmed för organismen.

Å andra sidan tar den genetiska informationen, tack vare sin organisation, liten plats och hanteringen av den underlättar cellreplikationen. Detta är en viktig process för organismens tillväxt, för att ersätta gamla eller skadade celler och för fortplantning.

Människans kromosomer

Det kromosomala antalet kromosomer i människosläktet är 23 par (dvs. 46 kromosomer). Av dessa är 22 somatiska kromosomer och 1 är en könskromosom.

Kromosomerna innehåller alla detaljer i vår karyotyp. Den genetiska informationen som de innehåller är 3200 miljoner baspar av DNA (cirka 3 gigabyte information) som utgör mellan 20 000 och 25 000 gener.

I 2016 slutfördes den totala sekvenseringen av människans genetiska material som en del av Human Genome Project, som startade 1990 med en budget på 3 miljarder dollar.

Hur upptäcktes kromosomer

Kromosomer upptäcktes i växt- och djurceller (maskar av släktet Ascaris) i slutet av 1800-talet. Forskarna Karl Wilhelm von Nägeli (Schweiz) och Edouard Van Benenden (Belgien) gjorde samma upptäckt samtidigt och oberoende av varandra.

Namnet kommer från de färgämnen som används för att observera dem (från grekiskan: chroma, ”färg”, och soma, ”kropp”). Det var dock inte förrän på 1900-talet som man förstod vilken roll de spelar i den genetiska överföringen.

På 1800-talet hade Gregor Mendel redan förklarat hur ärftlighet fungerar, utan att känna till kromosomernas existens. På 1900-talet visade Thomas Morgan att kromosomerna har ett samband med ärftlighet. Denna upptäckt gav honom priset för fysiologi och medicin 1933.

Genetisk manipulation

Tack vare de enorma framstegen inom den medicinska och biologiska tekniken är det nu möjligt att ingripa i kromosomer för att framkalla vissa egenskaper eller beteenden hos levande varelser. Detta gör det möjligt att genetiskt modifiera livsmedel eller djur för att göra dem mer näringsrika, mer omfattande osv.

Detta innebär ett enormt antal tekniska och industriella möjligheter, men också ett ansvar och ett enormt etiskt dilemma. Konsekvenserna av att mixtra med naturen och livets framtid kan vara oförutsägbara.

Den här typen av teknik öppnar också dörren för moraliska frågor om förändringen av det mänskliga genomet. Å ena sidan kan en sådan förändring leda till nya former av diskriminering, men å andra sidan kan den också leda till det efterlängtade botandet av många medfödda sjukdomar.

Se även: Transgena livsmedel

Referenser:

• ”Kromosomer” i Wikipedia.
• ”Kromosomer” i Naturvetenskap.
• ”Kromosomer och gener” i Professor Online.
• ”Genes and chromosomes” i MSD Handbook (producerad av 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.

Hur citerar man?

”Chromosomes”. Författare: Julia Máxima Uriarte. I stället för: Caracteristicas.co. Senast redigerad: 26 mars 2020. Tillgänglig på: https://www.caracteristicas.co/cromosomas/. Tillgänglig: 26 mars 2021.