Сохтори хромосома дар организмҳои зинда
Хромосомаҳо яке аз муҳимтарин ҷузъҳои ҳуҷайраҳои зинда мебошанд, зеро онҳо ҳамчун "контейнер"-и асосии маълумоти генетикӣ хизмат мекунанд. Хромосомаҳо дорои ДНК мебошанд, ки дорои генҳое мебошанд, ки хусусиятҳо, вазифаҳои бадан ва рушди организмро аз як ҳуҷайра то як фарди комил танзим мекунанд. Сохтори хромосомаҳо на танҳо аз рӯи шакли онҳо, балки аз рӯи тарзи бастабандӣ, ташкил ва мерос гирифтани онҳо низ ҷолиб аст. Фаҳмидани сохтори хромосома ба мо кӯмак мекунад, ки бисёр падидаҳои биологиро, аз мерос гирифтани хусусиятҳо ва афзоиш то бемориҳои генетикӣ, шарҳ диҳем.
Фаҳмидани хромосомаҳо ва нақши онҳо
Умуман, хромосомаҳо сохторҳои риштамонанд мебошанд, ки дар ядрои ҳуҷайра (дар организмҳои эукариотӣ) мавҷуданд ва аз ДНК ва сафеда иборатанд. Дар организмҳои прокариотӣ, ба монанди бактерияҳо, маводи генетикӣ дар ядрои ҳуҷайра мавҷуд нест, балки ба шакли як хромосома ё якчанд унсурҳои ДНК-и даврашакл ҷойгир аст.
Вазифаҳои асосии хромосомаҳо инҳоянд:
1. Маълумоти генетикиро дар шакли пайдарпайии ДНК нигоҳ медорад.
2. Ифодаи генҳоро танзим мекунад, яъне вақте ки генҳо фаъол ё ғайрифаъол ҳастанд.
3. Ҳангоми тақсимшавии ҳуҷайраҳо (митоз ва мейоз) тақсимоти дурусти маводи генетикиро таъмин мекунад.
4. Интиқоли хислатҳо аз волидон ба фарзандонашон.
Ба ибораи дигар, хромосомаҳоро метавон ҳамчун як системаи хеле муташаккил барои сабт ва идоракунии маълумоти биологӣ тасаввур кард.
Компонентҳои хромосома: ДНК ва сафеда
Хромосомаҳо аз комплексҳои ДНК ва сафедаҳо, асосан сафедаҳои гистон, иборатанд. ДНК як молекулаи дароз аст, ки маълумоти генетикиро тавассути пайдарпайии асосҳои нитрогенӣ (A, T, G, C) дар бар мегирад. Аммо, чунин ДНК-и дарозро наметавон танҳо дар ядрои хурди ҳуҷайра "монд". Аз ин рӯ, ДНК бояд ба таври самаранок бастабандӣ карда шавад.
Ин аст, ки нақши гистонҳо муҳим мегардад. Сафедаҳои гистон мисли "ғалтакҳо" амал мекунанд, ки дар атрофи онҳо ДНК печонида мешавад. Ин омезиши ДНК ва сафедаҳо хроматин номида мешавад. Сохтори хроматин динамикӣ аст: дар шароити муайян, он барои имкон додани транскрипсияи ген заифтар аст, дар ҳоле ки дар шароити дигар, он барои ҳифзи ДНК ва мусоидат ба тақсимоти хромосома ҳангоми тақсимоти ҳуҷайра фишурдатар аст.
Сатҳи бастабандии ДНК ба хромосомаҳо
Сохтори хромосома на танҳо як "риштаи ришта", балки натиҷаи раванди бисёрқадами бастабандии ДНК мебошад. Хулоса, марҳилаҳои бастабандӣ инҳоянд:
1. Спирали дугонаи ДНК
ДНК спирали дукарата бо диаметри тақрибан 2 нм мебошад. Ин шакли асосии ДНК аст.
2. Нуклеосома
ДНК дар атрофи маҷмӯи ҳашт сафедаи гистон печонида шуда, воҳидеро бо номи нуклеосома ташкил медиҳад. Шакли он аксар вақт бо «муҳраҳо дар ришта» муқоиса карда мешавад. Нуклеосомаҳо барои фишурдашавии ибтидоии ДНК муҳиманд.
3. Нахи хроматин
Сипас нуклеосомаҳо бо ҳам зичтар ҷамъ мешаванд ва нахҳои ғафси хроматинро ташкил медиҳанд. Ин бастабандӣ зичии ДНК-ро барои мувофиқат ба ядрои ҳуҷайра зиёд мекунад.
4. Ҳалқаҳо ва доменҳои хроматин
Нахҳои хроматин сохторҳои ҳалқашаклро ташкил медиҳанд, ки ба чаҳорчӯбаи сафеда дар ядро пайваст карда шудаанд. Тартиби ин ҳалқаҳо ба дастрасӣ ба ген таъсири назаррас мерасонад ва аз ин рӯ, бо танзими ифодаи ген алоқаманд аст.
5. Хромосомаҳои фишурдашуда
Вақте ки ҳуҷайра ба тақсимшавӣ наздик мешавад, хроматин сахт ҷамъ шуда, хромосомаҳоро ташкил медиҳад, ки дар зери микроскопи рӯшноӣ ба таври возеҳ намоёнанд. Ин шакли "X" аст, ки мо аксар вақт дар китобҳои дарсии биология мебинем, гарчанде ки он асосан дар марҳилаи метафазаи тақсимшавии ҳуҷайра намоён аст.
Ин бастабандии бисёрсатҳа нишон медиҳад, ки сохтори хромосома на танҳо масъалаи шакл, балки стратегияи биологӣ барои танзими фаъолияти ДНК низ мебошад.
Қисмҳои асосии хромосомаҳо
Хромосомаҳое, ки ҳангоми тақсимшавии ҳуҷайра ба таври возеҳ намоёнанд, якчанд қисмҳои муҳим доранд:
1. Хроматидҳои хоҳарӣ
Пас аз репликатсияи ДНК, хромосома аз ду нусхаи якхела иборат аст, ки хроматидҳои хоҳар номида мешаванд. Ин ду хроматид ҳангоми тақсимшавии ҳуҷайра ҷудо мешаванд, то ҳар як ҳуҷайраи духтар нусхаи якхелаи ДНК-ро гирад.
2. Сентромера
Сентромера қисмати борикест, ки хроматидҳои хоҳарро мепайвандад. Ин минтақа сохтори сафедаеро ташкил медиҳад, ки кинетохор номида мешавад, ки дар он нахҳои шпиндель ҳангоми тақсимшавии ҳуҷайра пайваст мешаванд. Ҷойгиршавии сентромера инчунин шакли хромосомаро муайян мекунад.
3. Дасти p ва q
Хромосомаҳо ду даст доранд: дасти кӯтоҳ p (petit) ва дасти дароз q номида мешаванд. Ин тақсимкунӣ дар харитасозии генҳо ва муайян кардани нуқсонҳои хромосомӣ муфид аст.
4. Теломерҳо
Теломерҳо "сарпӯшҳо" дар нӯги хромосомаҳо мебошанд, ки аз пайдарпайиҳои такрории ДНК иборатанд. Вазифаи онҳо ҳифзи нӯги хромосомаҳо аз осеб ва пешгирӣ аз коркарди ДНК ҳамчун пораҳои ба таъмир ниёздошта мебошад. Теломерҳо инчунин дар пиршавии ҳуҷайраҳо ва устувории геном нақш мебозанд.
5. Хроматин: эухроматин ва гетерохроматин
– Эухроматин сусттар, аз генҳои фаъол бой ва ба осонӣ транскрипсия мешавад.
– Гетерохроматин зичтар аст, одатан генҳо камтар фаъоланд ва дар устувории сохтори хромосомаҳо нақши муҳим мебозанд.
Тағйирот дар шакли хромосомаҳо вобаста ба ҷойгиршавии сентромера
Ҷойгиршавии сентромера ба шакли хромосома таъсир мерасонад. Умуман, якчанд намуд вуҷуд дорад:
– Метасентрикӣ: сентромера дар мобайн, ҳарду даст қариб якхела дарозӣ доранд.
– Субметасентрикӣ: сентромера каме ҷойиваз шудааст, дастҳо дарозии якхела надоранд.
– Акросентрикӣ: сентромера дар охири он, як даст хеле кӯтоҳ аст.
– Телосентрикӣ: сентромера дар охир (дар баъзе ҳайвонот бештар маъмул аст, дар одамони муқаррарӣ камёб аст).
Ин таснифот дар таҳқиқоти ситогенетикӣ, махсусан барои муайян кардани тағйироти сохторӣ ба монанди транслокатсияҳо ё делесияҳо, муҳим аст.
Хромосомаҳо дар одамон ва дигар организмҳо
Ҳар як намуд рақами хромосомаҳои беназир дорад. Одамон дар ҳуҷайраҳои соматикӣ 46 хромосома доранд (2n), ки аз 22 ҷуфт аутосомаҳо ва 1 ҷуфт хромосомаҳои ҷинсӣ (XX ё XY) иборатанд. Гаметаҳо (ҳуҷайраҳои нутфа ва тухм) дар натиҷаи мейоз нисфи ин шумора, 23 хромосома (n) доранд.
Шумораи хромосомаҳо на ҳамеша бо "сатҳи мураккабии" организм мустақиман алоқаманд аст. Баъзе растаниҳо нисбат ба одамон хромосомаҳои хеле бештар доранд. Ин метавонад аз сабаби полиплоидия (дучандшавии маҷмӯи хромосомаҳо) бошад, ки дар растаниҳо хеле маъмул аст ва ба тағйирёбии намудҳо ва эволютсия мусоидат мекунад.
Дар бактерияҳо, хромосомаҳо одатан молекулаи ДНК-и ягонаи даврашакл мебошанд. Гарчанде ки бактерияҳо соддатаранд, онҳо ДНК-ро бо сафедаҳо ва механизмҳои мушаххасе, ки такроршавӣ ва меросгирии дурустро таъмин мекунанд, доранд.
Тағйирот дар сохтори хромосома ва таъсири онҳо
Сохтори хромосома метавонад тағйиротеро аз сар гузаронад, ки боиси тағйирёбии генетикӣ ё нуқсонҳо мегардад. Баъзе аз тағйироти маъмулан омӯхташуда инҳоянд:
– Делеция: аз даст додани як сегменти хромосома.
– Дучандшавӣ: дучандшавии қисмҳои хромосома.
– Инверсия: қисмҳои хромосома дар самти чаппагардонӣ қарор доранд.
– Транслокатсия: ҳаракати як сегмент ба хромосомаи дигар.
Ин тағйирот вобаста ба сегментҳои дахлдор метавонанд сабук, бетараф ё ҷиддӣ бошанд. Дар одамон, нуқсонҳои хромосомӣ инчунин метавонанд тағйирот дар шумораро дар бар гиранд (масалан, трисомия), аммо ин тағйирот дар шумора бештар ба тақсимоти хромосомаҳо ҳангоми мейоз алоқаманданд, на ба сохтори физикии онҳо.
Penutup
Сохтори хромосомаҳо дар организмҳои зинда мураккабии системаҳои нигоҳдории иттилооти биологиро нишон медиҳад. Аз спирали хурди ДНК то хромосомаҳои фишурдашуда, ки ҳангоми тақсимоти ҳуҷайра намоён мешаванд, ҳама чиз ба таври иерархӣ ва мураттаб сохта шудааст. Хромосомаҳо на танҳо ДНК-ро муҳофизат мекунанд, балки истифодаи генҳоро низ танзим мекунанд ва мероси дурусти маълумоти генетикиро таъмин мекунанд. Фаҳмидани сохтори хромосома роҳро барои фаҳмидани механизмҳои асосии ҳаёт ҳамвор мекунад ва дар айни замон ба тиб ва биотехнология дар ошкор ва табобати бемориҳои гуногуни генетикӣ низ кӯмак мерасонад.
Агар шумо хоҳед, ман метавонам як зербахши махсусро дар бораи фарқиятҳои хромосомаҳо дар прокариотҳо ва эукариотҳо илова кунам ё версияи мақолаеро эҷод кунам, ки бештар ба хромосомаҳои инсон ва нуқсонҳои хромосомаҳо тамаркуз кунад.
