لعل أهم وظائف الكروموسومات، هي حمل الحمض النووي (DNA) في الخلايا. والذي يعتبر مسؤولاً عن بناء والحفاظ على بنيتك البشرية. بينما الجينات هي أجزاء من الحمض النووي (DNA) الخاص بك ، والتي تمنحك الخصائص الفيزيائية التي تجعلك فريدًا. أي أن الحمض النووي والجينات والكروموسومات تعمل معاً لتجعلك ما أنت عليه. والكروموسوم يشبه الخيط وهو مادة ملفوفة ، مصنوعة من البروتينات. وتوجد في نواة جميع الخلايا وتحتوي على المادة الوراثية الأساسية DNA ، والتي تنتقل من جيل إلى آخر.
بنية الكروموسوم
يتكون الكروموسوم بشكل عام من 8 أجزاء ؛ سنترومير أو (قسيم مركزي،انقباض أولي) أو حيز حركي، كروماتيدات ، كروماتين ، انقباض ثانوي ، قسيم طرفي (القطعة النهائية)، الصبغي، خيط كروماتين ملفوف (كرومونيما)، ونسيح غشائي.
- السنترومير أو Kinetochore: هو الانقباض الأساسي في المركز الذي ترتبط به الكروماتيدات أو ألياف المغزل. وتتمثل وظيفتها في تمكين حركة الكروموسوم خلال مرحلة الطور الانفصالي لانقسام الخلية.
- الكروماتيد: أثناء انقسام الخلية ، ينقسم الكروموسوم إلى شريطين متطابقين نصفين متصلان بجهاز مركزي. والكروماتيد هو كل نصف من الكروموسوم متصل. كما يحتوي كل كروماتيد على DNA وينفصل عند Anaphase (الطور الانفصالي) لتشكيل كروموسوم منفصل. وكلا الكروماتيدان متصلان ببعضهما البعض بواسطة السنترومير.
- الكروماتين: مركب من الحمض النووي والبروتينات التي تشكل الكروموسومات داخل نواة الخلايا حقيقية النواة. ويتم تكثيف الحمض النووي النووي بدرجة عالية، و لفه حول البروتينات النووية حتى يتلاءم مع النواة. وبعبارة أخرى ، لا توجد كخيوط خطية حرة. حيث يتكون الكروماتين من DNA و RNA والبروتين.
- الانقباض الثانوي: موجود بشكل عام في المناطق المنظمة للنواة.
- القسيم الطرفي (التيلومير): هي المنطقة النهائية لكل جانب من جوانب الكروموسوم.
- Chromonema: وهي بنية سلكية ملفوفة تشبه الخيوط يتم ترتيب الصبغيات على طولها. يتحكم Chromonema في حجم الكروموسوم ويعمل كموقع لتحمل الجينات.
- الصبغيات (الكروموميرات): هذه هي الهياكل الشبيهة بالخرز الموجودة على الخيوط أو الكرومونيما. يتم ترتيبها في صف على طول طول الكرومونيما. وعدد الكروموسومات ثابت وهي مسؤولة عن نقل الجينات أثناء انقسام الخلية إلى الجيل التالي.
- النسيج الغشائي : الحبيبات هي الغشاء المحيط بكل كروموسومات. بينما النسيج الغشائي هي مادة تشبه الهلام موجودة داخل الحبيبات. يتكون من مواد غير وراثية.
وظائف الكروموسومات
- أهم وظيفة للكروموسومات هي حمل المادة الوراثية الأساسية (DNA). حيث يوفر الحمض النووي معلومات وراثية للوظائف الخلوية المختلفة. وهذه الوظائف ضرورية لنمو الكائنات الحية وبقائها وتكاثرها.
- يحافظ الهيكل الفريد للكروموسومات على الحمض النووي ملفوفًا بإحكام حول بروتينات تشبه البكرة تسمى الهستونات. وبدون مثل هذه العبوات ، ستكون جزيئات الحمض النووي طويلة جدًا بحيث لا يمكن وضعها داخل الخلايا. على سبيل المثال ، إذا تم فك كل جزيئات الحمض النووي في خلية بشرية واحدة من هيستوناتها ووضعت من طرف إلى طرف ، فستمتد 6 أقدام.
- تغطي الهيستونات والبروتينات الأخرى الكروموسومات. هذه البروتينات تحميه من المؤثرات الكيميائية (مثل الإنزيمات) والمؤثرات الفيزيائية. وبالتالي ، تؤدي الكروموسومات أيضًا وظيفة حماية المادة الوراثية (DNA) من التلف أثناء عملية انقسام الخلية.
- تحتوي الكروموسومات على بروتينات هيستون وغير هيستون. وتنظم هذه البروتينات عمل الجينات. كما تعمل الجزيئات الخلوية التي تنظم الجينات عن طريق تنشيط أو تعطيل هذه البروتينات. هذا التنشيط وإلغاء التنشيط يوسع أو يقبض الكروموسوم.
وظائف الكروموسومات أثناء الإنقسام الخلوي
لكي ينمو الكائن الحي ويعمل بشكل صحيح ، يجب أن تنقسم الخلايا باستمرار لإنتاج خلايا جديدة لتحل محل الخلايا القديمة البالية.
- أثناء الانقسام الخلوي، من الضروري أن يظل الحمض النووي سليمًا وموزعًا بالتساوي بين الخلايا. وتعد الكروموسومات جزءًا أساسيًا من العملية التي تضمن نسخ الحمض النووي بدقة وتوزيعه في الغالبية العظمى من انقسامات الخلايا. ومع ذلك ، فإن الأخطاء تحدث في مناسبات نادرة.
- تتقلص ألياف المغزل المرتبطة بالسنترومير وتؤدي وظيفة مهمة. ويضمن تقلص السنتروميرات للكروموسومات التوزيع الدقيق للحمض النووي (المادة الوراثية) إلى النوى الابناء.
- قد تؤدي التغييرات في عدد أو بنية الكروموسومات في الخلايا الجديدة إلى مشاكل خطيرة.
- فعلى سبيل المثال ، عند البشر ، يحدث نوع واحد من اللوكيميا (سرطان الدم) وبعض أنواع السرطان الأخرى بسبب الكروموسومات المحتلة المكونة من قطع متصلة من الكروموسومات المتقطعة.
- من المهم أيضًا أن تحتوي الخلايا التناسلية ، مثل البويضات والحيوانات المنوية ، على العدد الصحيح من الكروموسومات وأن هذه الكروموسومات لها البنية الصحيحة. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فقد يفشل النسل الناتج في النمو بشكل صحيح.
- على سبيل المثال ، يمتلك الأشخاص المصابون بمتلازمة داون ثلاث نسخ من الكروموسوم 21 ، بدلاً من النسختين الموجودتين في الأشخاص الآخرين.
وظائف الكروموسومات في تصنيع البروتينات
ربما تكون البروتينات هي أهم فئة من المواد في الجسم. وهي ليست مجرد لبنات بناء للعضلات والأنسجة الضامة والجلد والتركيبات الأخرى.
- كما أنها ضرورية لصنع الإنزيمات. والتي هي عبارة عن بروتينات معقدة تتحكم وتنفذ جميع العمليات والتفاعلات الكيميائية تقريبًا داخل الجسم.
- ينتج الجسم آلاف الإنزيمات المختلفة. وبالتالي ، فإن بنية الجسم ووظيفته بالكامل تخضع لأنواع وكميات البروتينات التي يصنعها الجسم.
- يتم التحكم في تخليق البروتين بواسطة الجينات الموجودة في الكروموسومات.
الكروموسومات والجينات
الجينات عبارة عن أجزاء من الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) التي تحتوي على رمز بروتين معين يعمل في نوع واحد أو أكثر من الخلايا في الجسم. بينما الكروموسومات هي هياكل داخل الخلايا تحتوي على جينات الشخص.
- توجد الجينات في الكروموسومات الموجودة في نواة الخلية.
- يحتوي الكروموسوم على مئات الآلاف من الجينات.
- تحتوي كل خلية بشرية طبيعية على 23 زوجًا من الكروموسومات ، ليصبح المجموع 46 كروموسومًا.
- الصفة (السمة) هي أي خاصية يحددها الجين وغالبًا ما يتم تحديدها بواسطة أكثر من جين واحد.
- بعض الصفات ناتجة عن جينات متحورة موروثة أو ناتجة عن طفرة جينية جديدة.
- النمط الجيني (أو الجينوم): هو مزيج فريد من الجينات أو التركيب الجيني للشخص. وبالتالي ، فإن التركيب الجيني هو مجموعة كاملة من التعليمات حول كيفية تصنيع جسم هذا الشخص للبروتينات ، وبالتالي كيف يفترض أن يتم بناء الجسم وعمله.
- النمط الظاهري هو الهيكل الواقعي ووظيفة جسم الشخص. أي هو كيف يظهر النمط الجيني في الشخص. لكن لا يمكن تنفيذ (أو التعبير) جميع التعليمات في التركيب الوراثي.
- بينما يتم تحديد ما إذا كان يتم التعبير عن الجين وكيف يتم ذلك ليس فقط من خلال النمط الجيني، ولكن أيضًا من خلال البيئة (بما في ذلك الأمراض والنظام الغذائي) وعوامل أخرى ، بعضها غير معروف.
- النمط النووي هو صورة لمجموعة كاملة من الكروموسومات في خلايا الشخص.
