ക്രോമോസോമുകൾ

നിർവചനം - എന്താണ് ക്രോമസോമുകൾ?

ഒരു കോശത്തിന്റെ ജനിതകവസ്തു ഡിഎൻ‌എ (ഡിയോക്സിബൈബൺ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ്), അതിന്റെ അടിത്തറകൾ (അഡെനൈൻ, തൈമിൻ, ഗുവാനൈൻ, സൈറ്റോസിൻ) രൂപത്തിൽ സൂക്ഷിക്കുന്നു. എല്ലാ യൂക്കറിയോട്ടിക് കോശങ്ങളിലും (മൃഗങ്ങൾ, സസ്യങ്ങൾ, നഗ്നതക്കാവും) ഇത് കാണപ്പെടുന്നു സെൽ ന്യൂക്ലിയസ് ക്രോമസോമുകളുടെ രൂപത്തിൽ. ഒരു ക്രോമസോമിൽ ഒരൊറ്റ, ഏകീകൃത ഡിഎൻ‌എ തന്മാത്ര അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അത് ചിലതുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു പ്രോട്ടീനുകൾ.

ക്രോമസോം എന്ന പേര് ഗ്രീക്കിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞതാണ്, ഇതിനെ “കളർ ബോഡി” എന്ന് വിവർത്തനം ചെയ്യാനാകും. സൈറ്റോളജി ചരിത്രത്തിൽ (1888) ശാസ്ത്രജ്ഞർ പ്രത്യേക അടിസ്ഥാന ചായങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് സ്റ്റെയിൻ ചെയ്യുന്നതിലും ലൈറ്റ് മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിൽ തിരിച്ചറിയുന്നതിലും വളരെ നേരത്തെ തന്നെ വിജയിച്ചു എന്ന വസ്തുതയിൽ നിന്നാണ് ഈ പേര് ലഭിച്ചത്. എന്നിരുന്നാലും, സെൽ ചക്രത്തിലെ ഒരു പ്രത്യേക ഘട്ടത്തിൽ മാത്രമേ അവ ശരിക്കും ദൃശ്യമാകൂ, മൈറ്റോസിസ് (മിയോസിസ് രോഗാണുക്കളിൽ), പ്രത്യേകിച്ചും സാന്ദ്രമായ (ബാഷ്പീകരിച്ച) രൂപത്തിൽ ക്രോമസോം ഉള്ളപ്പോൾ.

ക്രോമസോമുകൾ എങ്ങനെയാണ് ഘടനാപരമായിരിക്കുന്നത്?

ഒരു സെല്ലിന്റെ മുഴുവൻ ഡി‌എൻ‌എ ഇരട്ട ഹെലിക്സും, അതായത് ഏകദേശം 3.4 x 109 അടിസ്ഥാന ജോഡികൾ‌ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ടെങ്കിൽ‌, ഫലം ഒരു മീറ്ററിലധികം ദൈർ‌ഘ്യമുള്ളതായിരിക്കും. എന്നിരുന്നാലും, ഒരുമിച്ച് ചേർത്ത എല്ലാ ക്രോമസോമുകളുടെയും ദൈർഘ്യം ഏകദേശം 115 μm മാത്രമാണ്. നീളത്തിലുള്ള ഈ വ്യത്യാസം ക്രോമസോമുകളുടെ വളരെ കോം‌പാക്റ്റ് ഘടനയാണ് വിശദീകരിക്കുന്നത്, അതിൽ ഡി‌എൻ‌എ പലതവണ മുറിവേൽപ്പിക്കുകയോ അല്ലെങ്കിൽ നിരവധി തവണ സ്പൈറൽ ചെയ്യുകയോ ചെയ്യുന്നു.

പ്രോട്ടീന്റെ പ്രത്യേക രൂപമായ ഹിസ്റ്റോണുകൾ ഈ പ്രക്രിയയിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. മൊത്തത്തിൽ 5 വ്യത്യസ്ത ഹിസ്റ്റോണുകളുണ്ട്: എച്ച് 1, എച്ച് 2 എ, എച്ച് 2 ബി, എച്ച് 3, എച്ച് 4. അവസാന നാല് ഹിസ്റ്റോണുകളിൽ രണ്ടെണ്ണം ഒരു സിലിണ്ടർ ഘടനയാണ്, ഒക്ടാമർ, ചുറ്റും ഇരട്ട ഹെലിക്സ് രണ്ടുതവണ വീശുന്നു (= സൂപ്പർഹെലിക്സ്).

ഈ ഘടനയെ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നതിനായി എച്ച് 1 സ്വയം അറ്റാച്ചുചെയ്യുന്നു. ഡിഎൻ‌എ, ഒക്ടാമർ, എച്ച് 1 എന്നിവയുടെ ഈ സമുച്ചയത്തെ ന്യൂക്ലിയോസോം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഈ ന്യൂക്ലിയോസോമുകളിൽ പലതും ഇപ്പോൾ താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ ഇടവേളകളിൽ (10-60 അടിസ്ഥാന ജോഡികൾ) ഒന്നിനു പുറകിൽ “മുത്ത്-ചെയിൻ പോലെയാണ്” കിടക്കുന്നത്.

ക്രോമസോമുകൾ തമ്മിലുള്ള വിഭാഗങ്ങളെ സ്‌പെയ്‌സർ ഡിഎൻഎ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. വ്യക്തിഗത ന്യൂക്ലിയോസോമുകൾ ഇപ്പോൾ എച്ച് 1 വഴി വീണ്ടും സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്നു, ഇത് കൂടുതൽ സർപ്പിളൈസേഷനും കംപ്രഷനും കാരണമാകുന്നു. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന സ്ട്രാന്റ് അസിഡിക് നോൺ-ഹിസ്റ്റോണിന്റെ നട്ടെല്ല് ഉപയോഗിച്ച് സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്ന ലൂപ്പുകളിലാണ് പ്രോട്ടീനുകൾ, ഹെർട്ടോൺസ് എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു.

ഈ ലൂപ്പുകൾ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്ന സർപ്പിളുകളിൽ കാണപ്പെടുന്നു പ്രോട്ടീനുകൾ, ഇത് കോം‌പാക്ഷന്റെ അവസാന ഘട്ടത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ ഉയർന്ന സാന്ദ്രത മൈറ്റോസിസിലെ സെൽ ഡിവിഷൻ സമയത്ത് മാത്രമാണ് സംഭവിക്കുന്നത്. ഈ ഘട്ടത്തിൽ, രണ്ട് ക്രോമാറ്റിഡുകൾ ചേർന്ന ക്രോമസോമുകളുടെ സ്വഭാവരൂപവും കാണാൻ കഴിയും.

ഇവ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന സ്ഥലത്തെ സെൻട്രോമിയർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഇത് ഓരോ മെറ്റാഫേസ് ക്രോമസോമുകളെയും രണ്ട് ഹ്രസ്വ, രണ്ട് നീളമുള്ള കൈകളായി വിഭജിക്കുന്നു, അവയെ p, q ആയുധങ്ങൾ എന്നും വിളിക്കുന്നു. സെൻ‌ട്രോമിയർ‌ ഏകദേശം ക്രോമസോമിനു നടുവിലാണെങ്കിൽ‌, അതിനെ മെറ്റാസെൻ‌ട്രിക് ക്രോമസോം എന്ന് വിളിക്കുന്നു; അത് ഒരറ്റത്ത് സ്ഥിതിചെയ്യുന്നുവെങ്കിൽ, അതിനെ ഒരു അക്രോസെൻട്രിക് ക്രോമസോം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ഇതിനിടയിലുള്ളവരെ സബ്മെറ്റസെൻട്രിക് ക്രോമസോമുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ലൈറ്റ് മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിൽ ഇതിനകം കാണാനാകുന്ന ഈ വ്യത്യാസങ്ങൾ, ക്രോമസോമുകളുടെ നീളവും ക്രോമസോമുകളുടെ പ്രാരംഭ വിഭജനം അനുവദിക്കുന്നു. ടെലിമെറേസ് ആവർത്തിച്ചുള്ള സീക്വൻസുകൾ (TTAGGG) അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ക്രോമസോമുകളുടെ അറ്റങ്ങളാണ്.

ഇവ പ്രസക്തമായ വിവരങ്ങളൊന്നും വഹിക്കുന്നില്ല, പക്ഷേ കൂടുതൽ പ്രസക്തമായ ഡി‌എൻ‌എ വിഭാഗങ്ങളുടെ നഷ്ടം തടയാൻ സഹായിക്കുന്നു. ഓരോ സെൽ ഡിവിഷനിലും, ഡി‌എൻ‌എ റെപ്ലിക്കേഷൻ സംവിധാനം കാരണം ക്രോമസോമിന്റെ ഒരു ഭാഗം നഷ്ടപ്പെടും. ദി ടെലോമിയേഴ്സ് അങ്ങനെ ഒരു ബഫറായി പ്രവർത്തിക്കുക, വിഭജനത്തിലൂടെ സെല്ലിന് പ്രധാനപ്പെട്ട വിവരങ്ങൾ നഷ്‌ടപ്പെടുന്ന നിമിഷം വൈകുന്നു.

എങ്കില് ടെലോമിയേഴ്സ് ഏകദേശം 4,000 അടിസ്ഥാന ജോഡികളുടെ നീളത്തിൽ താഴെയുള്ള ഒരു സെൽ വീഴുമ്പോൾ, പ്രോഗ്രാം ചെയ്ത സെൽ ഡെത്ത് (അപ്പോപ്‌ടോസിസ്) ആരംഭിക്കുന്നു. ഇത് ജനിതകത്തിലെ വികലമായ ജനിതക വസ്തുക്കളുടെ വ്യാപനത്തെ തടയുന്നു. കുറച്ച് സെല്ലുകളിൽ ടെലോമെറേസ് ഉണ്ട്, അതായത് എൻസൈമുകൾ അവയ്ക്ക് ടെലോമിയറുകൾ വീണ്ടും വിപുലീകരിക്കാൻ കഴിയും.

സ്റ്റെം സെല്ലുകൾക്ക് പുറമേ, മറ്റെല്ലാ കോശങ്ങളിൽ നിന്നും ഉരുത്തിരിഞ്ഞവ, ഇവ ബീജകോശങ്ങളും ചില കോശങ്ങളുമാണ് രോഗപ്രതിരോധ. കൂടാതെ, ടെലോമെറേസുകളും ഇതിൽ കാണപ്പെടുന്നു കാൻസർ സെല്ലുകൾ, അതിനാലാണ് ഈ സന്ദർഭത്തിൽ ഒരു സെല്ലിന്റെ അനശ്വരവൽക്കരണത്തെക്കുറിച്ച് ഒരാൾ സംസാരിക്കുന്നത്. ക്രോമാറ്റിൻ ഒരു സെൽ ന്യൂക്ലിയസിന്റെ മുഴുവൻ ഉള്ളടക്കവും അടിസ്ഥാന കറ ഉപയോഗിച്ച് കളങ്കപ്പെടുത്താൻ കഴിയും.

അതിനാൽ, ഈ പദത്തിൽ ഡി‌എൻ‌എ മാത്രമല്ല ചില പ്രോട്ടീനുകളും ഉൾപ്പെടുന്നു, ഉദാ. ഹിസ്റ്റോണുകളും ഹെർട്ടോണുകളും (ഘടന കാണുക), കൂടാതെ ചില ആർ‌എൻ‌എ ശകലങ്ങളും (hn-, snRNA). സെൽ സൈക്കിളിലെ ഘട്ടത്തെ അല്ലെങ്കിൽ ജനിതക പ്രവർത്തനത്തെ ആശ്രയിച്ച്, ഈ മെറ്റീരിയൽ വ്യത്യസ്ത സാന്ദ്രതയിൽ കാണപ്പെടുന്നു. സാന്ദ്രമായ രൂപത്തെ ഹെറ്ററോക്രോമറ്റിൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

എളുപ്പത്തിൽ മനസിലാക്കാൻ, അതിനാൽ ഇത് ഒരു “സംഭരണ ​​രൂപമായി” കണക്കാക്കാം, ഇവിടെ വീണ്ടും ഘടനാപരവും ഫാക്കൽറ്റേറ്റീവ് ഹെറ്ററോക്രോമറ്റിനും തമ്മിൽ വേർതിരിവ് കാണിക്കുന്നു. കോശഘടനാപരമായ ഹെറ്ററോക്രോമറ്റിൻ ഏറ്റവും സാന്ദ്രമായ രൂപമാണ്, ഇത് സെൽ ചക്രത്തിന്റെ എല്ലാ ഘട്ടങ്ങളിലും അതിന്റെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന ഉദ്വമന ഘട്ടത്തിൽ കാണപ്പെടുന്നു. ഇത് മനുഷ്യ ജീനോമിന്റെ 6.5% വരും, ഇത് പ്രധാനമായും സെൻട്രോമിയറുകൾക്കും ക്രോമസോം ആയുധങ്ങളുടെ (ടെലോമിയേഴ്സ്) അറ്റത്തിനും ചെറിയ അനുപാതത്തിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു, മാത്രമല്ല മറ്റ് സ്ഥലങ്ങളിലും (പ്രധാനമായും ക്രോമസോം 1,9,16,19, Y).

കൂടാതെ, ഘടനാപരമായ ഹെറ്ററോക്രോമറ്റിന്റെ ഭൂരിഭാഗവും ന്യൂക്ലിയർ മെംബ്രണിനടുത്താണ്, അതായത് അരികുകളിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത് സെൽ ന്യൂക്ലിയസ്. അങ്ങനെ നടുവിലുള്ള ഇടം സജീവമായി നീക്കിവച്ചിരിക്കുന്നു ക്രോമാറ്റിൻ, യൂക്രോമാറ്റിൻ. ഫാക്കൽറ്റീവ് ഹെറ്ററോക്രോമറ്റിൻ അല്പം സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞതും ആവശ്യാനുസരണം സജീവമാക്കുകയും നിർജ്ജീവമാക്കുകയും ചെയ്യാം അല്ലെങ്കിൽ വികസനത്തിന്റെ ഘട്ടത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും.

ഒരു മികച്ച ഉദാഹരണം സ്ത്രീ കാരിയോടൈപ്പുകളിലെ രണ്ടാമത്തെ എക്സ് ക്രോമസോമാണ്. കോശത്തിന്റെ നിലനിൽപ്പിന് അടിസ്ഥാനപരമായി ഒരു എക്സ് ക്രോമസോം പര്യാപ്തമായതിനാൽ, ആത്യന്തികമായി ഇത് പുരുഷന്മാരിലും പര്യാപ്തമാണ്, അതിനാൽ ഇവയിൽ ഒന്ന് ഭ്രൂണ ഘട്ടത്തിൽ നിർജ്ജീവമാക്കുന്നു. നിർജ്ജീവമാക്കിയ എക്സ് ക്രോമസോമിനെ ബാറിന്റെ ശരീരം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

സെൽ ഡിവിഷൻ സമയത്ത്, മൈറ്റോസിസ് സമയത്ത്, ഇത് പൂർണ്ണമായും ചുരുങ്ങുന്നു, മെറ്റാഫേസിലെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയിലെത്തും. എന്നിരുന്നാലും, വിവിധ ജീനുകൾ വ്യത്യസ്ത ആവൃത്തികളിൽ വായിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ - എല്ലാത്തിനുമുപരി, എല്ലാ പ്രോട്ടീനുകളും എല്ലായ്പ്പോഴും ഒരേ അളവിൽ ആവശ്യമില്ല - സജീവവും സജീവമല്ലാത്തതുമായ യൂക്രോമാറ്റിൻ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസവും ഇവിടെയുണ്ട്. ഹാപ്ലോയിഡ് (gr.

haploos = single) എന്നതിനർത്ഥം ഒരു സെല്ലിന്റെ എല്ലാ ക്രോമസോമുകളും വ്യക്തിഗതമായി കാണപ്പെടുന്നു, അതായത് സാധാരണയായി സംഭവിക്കുന്നതുപോലെ ജോഡികളിലല്ല (ഡിപ്ലോയിഡ്). എല്ലാ മുട്ടയുടെയും സ്വാഭാവിക അവസ്ഥയാണിത് ബീജം ആദ്യ പക്വത ഡിവിഷന്റെ സമയത്ത് സമാനമായ രണ്ട് ക്രോമാറ്റിഡുകൾ തൽക്കാലം വേർതിരിക്കാത്ത സെല്ലുകൾ മിയോസിസ്പകരം എല്ലാ ക്രോമസോം ജോഡികളും ആദ്യം വേർതിരിക്കപ്പെടുന്നു. തൽഫലമായി, മനുഷ്യരിൽ ആദ്യത്തെ വിഭജനത്തിനുശേഷം, മകളുടെ കോശങ്ങൾക്ക് സാധാരണ 23 ക്രോമസോമുകൾക്ക് പകരം 46 മാത്രമേ ഉള്ളൂ, ഇത് ക്രോമസോമുകളുടെ ഹാപ്ലോയിഡ് സെറ്റിന്റെ പകുതിയോട് യോജിക്കുന്നു.

എന്നിരുന്നാലും, ഈ മകളുടെ സെല്ലുകളിൽ ഇപ്പോഴും 2 ക്രോമസോമുകൾ അടങ്ങുന്ന ഓരോ ക്രോമസോമുകളുടെയും സമാനമായ പകർപ്പ് ഉള്ളതിനാൽ, രണ്ടാമത്തെ ഡിവിഷൻ ആവശ്യമാണ്, അതിൽ രണ്ട് ക്രോമാറ്റിഡുകൾ പരസ്പരം വേർതിരിക്കുന്നു. ജനിതകപരമായി സമാനമായ നിരവധി ക്രോമാറ്റിഡുകൾ അടങ്ങുന്ന ഒരു ക്രോമസോമാണ് പോളിറ്റീൻ ക്രോമസോം. കുറഞ്ഞ മാഗ്‌നിഫിക്കേഷനിൽ അത്തരം ക്രോമസോമുകൾ ഇതിനകം എളുപ്പത്തിൽ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയുന്നതിനാൽ, അവയെ ചിലപ്പോൾ ഭീമൻ ക്രോമസോമുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഇതിനുള്ള ഒരു മുൻവ്യവസ്ഥ എൻ‌ഡോറെപ്ലിക്കേഷൻ ആണ്, അതിൽ ക്രോമസോമുകൾ പലതവണ ഗുണിക്കുന്നു സെൽ ന്യൂക്ലിയസ് സെൽ ഡിവിഷൻ നടക്കാതെ.