Definição cromossômica

Um cromossomo é uma série de DNA envolvida em proteínas associadas que fornecem à estrutura do ácido nucleico conectado uma estrutura. Durante a interfase do ciclo celular, o cromossomo existe em uma estrutura solta, para que as proteínas possam ser traduzidas do DNA e o DNA pode ser replicado. Durante a mitose e a meiose, o cromossomo fica condensado, a ser organizado e separado. A substância que consiste em todos os cromossomos em uma célula e todas as suas proteínas associadas é conhecida como cromatina. Nos procariontes, geralmente há apenas um único cromossomo, que existe em forma de anel ou linear. A cromatina da maioria dos organismos eucarióticos consiste em múltiplos cromossomos, conforme descrito posteriormente no artigo. Cada cromossomo carrega parte do código genético necessário para produzir um organismo.

Ter todo o código genético dividido em diferentes cromossomos permite a possibilidade de variação através das diferentes combinações de cromossomos com os diferentes alelos ou variações genéticas que elas contêm. A recombinação e mutação dos cromossomos podem ocorrer durante a mitose, meiose ou durante interfase. O resultado final são os organismos que funcionam e se comportam de maneiras diferentes. Essa variação permite que as populações evoluam ao longo do tempo, em resposta às mudanças nos ambientes.

Função de um cromossomo

O cromossomo detém não apenas o código genético, mas muitas das proteínas responsáveis por ajudar a expressá -lo. Sua forma e estrutura complexas ditam a frequência com que os genes podem ser traduzidos em proteínas e quais genes são traduzidos. Esse processo é conhecido como expressão gênica e é responsável pela criação de organismos. Dependendo de quão densamente empacotou o cromossomo em certa ponto determina a frequência com que um gene é expresso. Como visto na imagem da estrutura cromossômica mostrada abaixo, genes menos ativos serão mais fortemente embalados do que os genes submetidos à transcrição ativa. Moléculas celulares que regulam os genes e a transcrição geralmente funcionam, acionando ou desativando essas proteínas, que podem contrair ou expandir o cromossomo. Durante a divisão celular, todas as proteínas são ativadas e a cromatina se torna densamente embalada em cromossomos distintos. Essas moléculas densas têm uma chance melhor de suportar as forças puxadas que ocorrem quando os cromossomos são separados em novas células.

Estrutura cromossômica

Como visto no gráfico acima, os cromossomos têm uma estrutura muito complexa. O DNA, ou ácido desoxirribonucleico, torna a base da estrutura, como visto na extrema esquerda. O DNA é feito de duas cordas de pares de bases de ácido nucleico. Os pares de bases no DNA são citosina, adenina, timina e guanina. A estrutura espiral formada pelas duas cordas do DNA é devida ao emparelhamento complementar entre todas as bases com seu par na corda oposta. Pares de adenina com pares de timina e guanina com citosina. O lado oposto das bases forma uma espinha dorsal de fosfato-deoxirribose, que mantém intactas os fios.

Quando o DNA é duplicado, os fios são separados e uma molécula de polimerase constrói uma nova corda que corresponde a cada lado. Dessa maneira, o DNA é perfeitamente replicado. Isso pode ser feito artificialmente por uma reação em cadeia da polimerase na qual enzimas e calor especiais são usados para separar e replicar as cordas várias vezes, para produzir muitas cópias do mesmo DNA. Isso facilita muito estudar qualquer sequência de DNA, mesmo cromossomos ou genomas inteiros.

Depois que a célula expressa e duplicou o DNA, a divisão celular pode ocorrer. Isso ocorre em procariontes e eucariotos, mas apenas eucariotos condensam seu DNA para que possa ser separado. O DNA procariótico é tão simples que relativamente poucas proteínas estruturais estão associadas ao cromossomo. Nos eucariotos, muitas proteínas estruturais são usadas.

A primeira dessas proteínas são as histonas do núcleo. Muitas proteínas de histonas individuais se ligam para formar uma histona do núcleo. O DNA pode envolver uma dessas histonas, dando -lhe uma estrutura de feridas. Essa estrutura e a histona associada são conhecidas como nucleossomo. Como visto na terceira imagem da esquerda, esses nucleossomos formam “contas em uma corda”. A corda se torna enrolada por outra histona, a histona H1 e, eventualmente, as fibras são produzidas. O próximo tipo de proteína, proteínas do andaime, começa a enrolar a fibra em uma estrutura solta. Quando o cromossomo deve se condensar durante a divisão celular, mais proteínas de andaimes são ativadas e a estrutura se torna muito mais densa. De fato, mesmo com um microscópio, os cromossomos individuais não podem ser discernidos até perto do meio dos ciclos da divisão celular, quando o cromossomo se torna muito denso. Esse processo é visto à medida que as imagens progridem para a direita.

Exemplos de cromossomo

Replicação de procariote

Quando uma única célula de bactérias atingiu um tamanho grande o suficiente, ela pode reproduzir assexuadamente. Embora não haja membranas que separem organelas individuais nas bactérias, a célula duplicará seu DNA e produtos químicos especiais necessários para sobreviver. O DNA existe em um único cromossomo, às vezes chamado de Genóforo, que é replicado pelos fios individuais que estão separados e a polimerase construindo novos fios correspondentes. Os dois cromossomos são separados em células individuais, e as células têm suas funções criando proteínas do DNA e interagindo com o ambiente.

Replicação do eucarioto

Uma visão muito mais complicada dos cromossomos está presente nos eucariotos. Nos eucariotos, o DNA é replicado no final da interfase, a parte do ciclo celular em que a célula cresce e funciona. Assim como nos procariontes, os fios de DNA são separados e novos fios são criados por enzimas. No entanto, nos eucariotos, existem vários cromossomos. Os novos cromossomos permanecem conectados no centrômero, uma estrutura que permite que os microtúbulos se conectem e mantêm os cromossomos unidos. Agora são conhecidos como cromátides irmãs porque são cópias idênticas. Esses cromatídeos podem sofrer alguma variação durante a divisão celular meiótica, quando a recombinação pode ocorrer.

Quando se separam durante a divisão celular, são conhecidos como cromossomos irmãs. Os cromossomos irmãos são separados em diferentes gametas, ou esperma e células de ovos. Quando um esperma e um ovo se unem, o zigoto recebe um cromossomo irmã de cada pai, mas porque não são cópias idênticas uma da outra, são conhecidas como cromossomos homólogos. No humano, existem 23 pares homólogos, portanto os humanos têm 46 cromossomos em cada célula. Quando o DNA é replicado, eles têm 92 cromatídeos irmãos, mas ainda estão conectados, portanto ainda existem apenas 46 cromossomos. Os gametas humanos têm apenas 23 cromossomos e nenhum par homólogo.

Termos de biologia relacionados

• Cromatina – DNA e suas proteínas associadas, das quais os cromossomos fazem parte.
• Cromatídea irmã – As cópias ainda conectadas de um cromossomo, que serão separadas em cromossomos individuais durante a anáfase de mitose ou anafase II da meiose.
• Cromossomos homólogos – pares de cromossomos de pais separados que contêm as mesmas informações genéticas, que são separadas na anáfase I da meiose.
• Cromossomo irmã – um dos dois novos cromossomos criados durante a replicação do DNA, que agora estão separados um do outro e em breve estarão em células diferentes.

Questionário

1. Uma espécie possui 6 pares de cromossomos homólogos em células somáticas e não gametas. Quantos cromossomos estão presentes nas células gametas? Quantos pares homólogos? A. 6 cromossomos, 6 pares homólogos B. 12 cromossomos, 3 pares homólogos C. 6 cromossomos, sem pares homólogos

Resposta à pergunta nº 1

C está correto. Em um gameta, os pares homólogos foram separados, o que permite que o zigoto recém -formado tenha a quantidade certa de cromossomos, cada um dos quais terá um par homólogo. Portanto, os pares homólogos são separados na meiose I, e os cromossomos irmãs são separados na meiose II, dando a cada gameta a quantidade perfeita de DNA para criar meio zigoto.

2. O DNA foi replicado em uma célula contendo 4 cromossomos. A célula está passando por mitose e as cromátides irmãs estão sendo separadas na anáfase. Antes da divisão da célula, os cromossomos existirão na mesma célula. Quantos cromossomos existirão na célula entre anáfase de mitose e citocinese, ou divisão celular? A. 4 cromossomos B. 8 cromossomos C. 2 cromossomos

Resposta à pergunta nº 2

B está correto. Cada cromossomo, antes da anáfase consiste em dois cromossomos irmãos, unidos por proteínas. Durante a anáfase, essas proteínas são desativadas e os dois cromatídeos se liberam. Uma vez separados, eles são conhecidos como cromossomos irmãos. Antes da divisão da célula, na verdade é uma célula grande, contendo 8 cromossomos.

3. Um aluno está assistindo a célula replicada sob um microscópio e registrando o número de cromossomos presentes durante diferentes fases do ciclo celular. O organismo geralmente possui 2 pares homólogos ou 4 cromossomos em adultos. O aluno deve gravar uma única célula antes da anáfase, após a anáfase, após a citocinese e durante a interfase. O aluno publica o seguinte para seus oito primeiros resultados: 4 8 4 0 4 8 4 0 O que o aluno está fazendo de errado? A. A citocinese deve ter duas vezes mais cromossomos. B. antes da anáfase deve ter 8 cromossomos. C. A interfase deve ter 4 cromossomos.

Resposta à pergunta nº 3

C está correto. Embora o aluno não possa ver os cromossomos individuais durante a interfase, os cromossomos ainda existem. Eles apenas existem de uma forma muito menos densa, o que os torna impossíveis de ver, mesmo que estejam manchados. O aluno escreveu 0, porque parece que os cromossomos desapareceram, mas na realidade ainda existem 4 cromossomos. No final da interfase, eles terão duplicado, mas ainda haverá apenas 4 cromossomos. Cada cromossomo consistirá em duas cromátides irmãs.

Última atualização em 19 de agosto de 2022