Hromozom
Hromozomi su strukture karakterističnog oblika koja se dobro boje (naziv potiče od gr. chromos = boja i soma = telo). U jedru se mogu uočiti za vreme deobe Otkrio ih je Valter Fleming (1843-1905) 1882. godine prilikom istraživanja deobe ćelija. Najbolje se uočavaju za vreme metafaze mitoze pa se tada i izučavaju i nazivaju metafazni hromozomi ili mitotski hromozomi.
Sadržaj
Građa metafaznog (mitotskog) hromozoma
Svaki metafazni hromozom se sastoji od:
- dve sestrinske hromatide koje sadrže po jedan molekul DNK, i s'obzirom da nastaju replikacijom, ti molekuli su potpuno jednaki po sadržaju gena; zato se hromatide nazivaju sestrinske;
- dve centromere, na svakoj hromatidi po jedna.
Neki hromozomi mogu da, pored primarnog suženja (centromere), sadrže i sekundarno suženje.
Hromatide
Hromatida je uzdužna polovina metafaznog hromozoma. Pre nego što se izvrši replikacija DNK, hromozom ima jedan molekul DNK koji se povezuje sa proteinima i nagradi jednu hromatidu. Posle replikacije hromozom dobija još jedan potpuno identičan molekul DNK (hromatidu), zahvaljujući semikonzervativnosti replikacije.
Centromera
Centromera je primarno suženje na hromozomu (imaju ga svi hromoztomi). Sestrinske hromatide su povezane čitavom svojom dužinom, a najbliže u predelu centromere. Na centromeri se nalazi proteinska struktura, kinetohor, koja se formira na početku mitoze i ima ulogu da veže hromozom za deobno vreteno. On usmerava kretanje hromozoma za vreme deobe pošto se za nega vezuju konci deobnog vretena.
Centromera deli hromozom na dva kraka:
- kratki krak (obeležava se prema međunarodnom dogovoru sa p) je deo hromozoma iznad centromere;
- dugi krak (obeležen sa q) se nalazi ispod centromere.
U anafazi mitoze (mejoze II) raskidaju se veze između hromatida, čime se sestrinske hromatide razdvajaju (sada su to novi hromozomi) i odlaze na suprotne polove ćelije. Zahvaljujući tome novonastale, kćerke ćelije dobijaju međusobno iste gene i istovremeno i iste gene kao majka ćelija od koje su deobom nastale. Nepravilna, poprečna podela centromera dovodi do duplikacija i delecija (to su vrste strukturnih aberacija hromozoma). U stvari, ne deli se centromera već područje oko nje poznato kao pericentrični region. Ta nepravilna podela dovodi do razdvajanja krakova hromozoma, a ne hromatida kako što je normalno. Tako da će kćerke ćelije od hromozoma koji je nepravilno razdvojen dobiti:
- jedna ćelija oba kratka kraka, a nedostajaće joj genetički materijal dugog kraka
- druga ćelija obrnuto.
Pored ovih delova, specifičnih za sve hromozome, poneki hromozomi mogu imati i sekundarno suženje. Akrocentrični hromozomi u humanom kariotipu imaju to suženje, kao i hromozomi br. 1, 9 i 16.
Vrste hromozoma
Po položaju centromere u hromozomu razlikuju su:
- metacentrični hromozomi, kod kojih je centromera postavljena medijalno, a p i q kraci su približno iste dužine. U obu grupu spadaju hromozomi 1,3, 16, 19 i 20. par hromozoma u humanom kariotipu;
- submetacentrični hromozomi, kod kojih je centromera postavljana nešto niže nego što je to slučaj kod metacentričnih, pa je p krak nešto kraći od q kraka. (B, C, E, F grupa)
- akrocentrični hromozomi, kod kojih je centromera jako pomerena ka jednom kraju hromozoma, a p krak daleko kraći od q kraka. (D i G grupa)
- telocentrični hromozomi, kod kojih se centromera postavljena na samom kraju hromozoma, odlikuje ih odsustvo p kraka; nema ih u humanom kariotipu.
Submetacentrični hromozomi
Submetacentričan hromozom je onaj hromozom čija se centromera ne nalazi na sredini već je pomerena ka jednom kraju i deli hromozom na dva kraka nejednake dužine.
Tako se na subematentričnom hromozomu razlikuju dva kraka:
- kraći, p krak i
- duži, q krak.
Submetacentrični hromozomi u kariotipu čoveka su:
- 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 17, 18 i X hromozom.
Žene imaju paran, a muškarci, zbog prisustva jednog X hromozoma, neparan broj submetacentričnih hromozoma u kariotipu.
Akrocentrični hromozomi
Akrocentričan hromozom je onaj kod koga se centromera nalazi sasvim blizu jednog kraja hromozoma tako da deli hromozom na sasvim kratak p krak i mnogu duži q krak.
Akrocentrični hromozomi u kariotipu čoveka su:
- hromozomi D grupe: 13, 14 i 15
- hromozomi G grupe: 21 i 22
- Y hromozom.
Muškarac, zbog prisustva Y hromozoma, ima neparan broj (11) akrocentričnih hromozoma u telesnih ćelijama, a žena ima paran broj (10). Spermatozoid muškarca može da sadrži različit broj akrocentričnih jromozoma: 5 (ako nema Y hromozom) ili 6 (ako sadrži Y hromozom).
| Hromozomi čoveka |
|---|
|
{1} {2} {3} {4} {5} {6} {7} {8} {9} {10} {11} {12} {13} {14} {15} {16} {17} {18} {19} {20} {21} {22} {X} {Y} |
Homologi hromozomi
Homologi hromozomi su spareni hromozomi identični po veličini, obliku i funkciji. U svakom paru homologih hromozoma (bivalent ili tetrada) jedan potiče iz majčine, a drugi iz očeve garniture hromozoma. Sparivanje homologih hromozoma dešava se u zigotenu profaze mejoze I i naziva sinapsa, a razdvajanje se vrši u anafazi mejoze I. Između sparenih hromozoma dolazi do krosing-overa u pahitenu profaze mejoze I.
Broj hromozoma
Broj hromozoma je stalan i karakterističan za svaku biološku vrstu i naziva se kariotip.
Telesne (somatske) ćelije imaju diploidan (grč. diploos = dvostruk) broj hromozoma [obeležava se kao 2n]. Telesna ćelija čoveka ima 46 hromozoma ili dve garniture po 23 hromozoma, pri čemu jedna garnitura potiče od majke, a druga od oca pa se tako u toku mejoze I obrazuje 23 para homologih hromozoma.
Kariotip žene sadrži 23 homologa para hromozoma, od čega su 22 para autozomni (telesni) hromozomi a jedan par su polni XX hromozomi. Muški kariotip takođe ima 23 para hromozoma, ali je homologih 22 para autozomnih, dom su polni hromozomi heterologi (razliliti) X i Y.
Polne ćelije ili gameti [kod čoveka su to spermatozoidi i jajna ćelija] sadrže upola manji broj hromozoma u odnosu na telesne ćelije, nazvan haploidan [grč. haploos = jednostruk] - obeležen kao n. Ako telesna ćelija ima dve, onda će polna ćelija imati jednu garnituru hromozoma. Broj hromozoma u polnim ćelijama čoveka je 23.
U narednoj tabeli dat je broj hromozoma u telesnim ćelijama nekih eukariotskih organizama:
| Vrsta | 2n | Vrsta | 2n |
|---|---|---|---|
| voćna mušica | 8 | bogomoljka | 14 |
| raža | 24 | amfioksus | 24 |
| tibetanska lisica | 36 | hermelin | 44 |
| domaća mačka | 38 | domaća svinja | 38 |
| miš | 40 | pacov | 42 |
| jastreb | 76 | sirijski hrčak | 44 |
| mrki medved | 74 | čovek | 46 |
| gorila šimpanza | 48 | domaća ovca | 54 |
| slon | 56 | goveče | 60 |
| magarac | 62 | konj | 64 |
| pas | 78 | kokoška | 39 |
| zlatna ribica | 100-104 | svilena buba | 28 |
Hromozomi čoveka
Somatske ćelije čoveka sadrže 46 hromozoma ili 23 para hromozoma.
| Hromozomi čoveka |
|---|
|
{1} {2} {3} {4} {5} {6} {7} {8} {9} {10} {11} {12} {13} {14} {15} {16} {17} {18} {19} {20} {21} {22} {X} {Y} |
Hromatin
Ranije se smatralo da se hromatin uočava u interfaznom jedru (to je jedro ćelije koja nije u deobi, već se nalazi u interfazi ), ali se danas zna da interfazni hromozom ima sve organizacione delove kao metafazni. Svaki od homologih interfaznih hromozoma zauzima u jedru odvojen prostor koji se naziva hromozomska teritorija.
Literatura
- Tucić, N, Matić, Gordana: O genima i ljudima, Centar za primenjenu psihologiju, Beograd, 2002.
- Marinković, D, Tucić, N, Kekić, V: Genetika, Naučna knjiga, Beograd
- Tatić, S, Kostić, G, Tatić, B: Humani genom, ZUNS, Beograd, 2002.
- Matić, Gordana: Osnovi molekularne biologije, Zavet, Beograd, 1997.
- Ridli, M: Genom - autobiografija vrste u 23 poglavlja, Plato, Beograd, 2001.
- Prentis S: Biotehnologija, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
- Dumanović, J, marinković, D, Denić, M: Genetički rečnik, Beograd, 1985.
- Kosanović, M, Diklić, V: Odabrana poglavlja iz humane genetike, Beograd, 1986.
- Lazarević, M: Ogledi iz medicinske genetike, beograd, 1986.
- Švob, T. i sradnici: Osnovi opće i humane genetike, Školska knjiga, Zagreb, 1990.
