Back to chapter

5.4:

تركيب الكروموسوم

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Chromosome Structure

Languages

Share

مُركب الهيستون دى إن ايه الموجود فى النواة يسمى كروماتين ويتكثّف لتكوين الكروموسومات التى تتكون من كروماتيد واحد 00:00:10.960 00:00:16.000 أو الكروماتيدات الشقيقة حسب مرحلة دورة الخلية. 00:00:16.000 00:00:18.220 الكروموسوم حقيقي النواة الفعال يجب أن يكون له سنترومير،تسلسل دى إن إيه الذى يربط الكروماتيدات الشقيقة السنترومير يكون أيضًا حيث بُنيت الأجزاء المركزية بعد تضاعف الكروموسومات. مركبات البروتين هذه تسمح الانبيبات المغزلية لتحريك ونقل الكروموسومات أثناء إنقسام الخلية.حسب موقع السنترومير يمكن أن تتواجد الكروموسومات في أربعة تشكّلات رئيسية. في التشكّل المركزى البينى, السنترومير يتمركز،فينتج بذلك 00:00:50.110 00:00:52.790 أذرع ذات أطوال مماثلة. بينما في التشكّل تحت المركزى،السنترومير خارج المركز،فينتج بذلك 00:00:58.160 00:01:00.410 أذرع بأطوال مختلفة.في التشكيل طرفى المركز يقع السنترومير في نهاية الكروموسوم،مما يؤدي إلى استخدام أذرع مفردة طويلة. في الكروموسومات الطرفية السنترومير يقع بالقرب من النهاية،مما يعطي مظهر ساق وإنتفاخ. هذه التكوينات المتنوعة تحدث بشكل طبيعي،تجعلهم مفيدة في التعرف على كروموسومات محددة.على سبيل المثال،الكروموسوم واى فى الإنسان يكون طرفى. 00:01:29.730 00:01:32.800 كل كروماتيد يجب ان يحتوى على تيلوميرات, التي تتكون من تسلسل نيوكليوتيد متكرر غير مشفر في قممها. التيلوميرات تحمى وتثبت نهايات الكروموسومات.إذا تكسر الكروموسوم سوف يبدأ فى التحلل عند النهاية المنشأة حديثًا, وأخيرًا،الكروموسوم يجب أن يكون له منشأ تضاعف متعدد, تسلسلات من النيوكليوتيدات التي تحدد فى التضاعف. المكان الذى يبدأ عنده ال دى إن إيه تحتوي الكروموسومات البشرية على حوالي 30،000 منشأ للتضاعف من أجل تسريع عملية التضاعف. إذا كان الكروموسوم البشري محتوى منشأ واحد للتضاعف،سوف يستغرق شهر لتضاعف كروموسوم واحد.عندما يتضاعف كل كروموسوم بداية من المنشأ المتعدد للتضاعف, فإن الكروماتيدات الناتجة من التضاعف تكون مرتبطة ببعضها عند السنترومير, بالتيلومير عند قمتها. قبل انقسام الخلية مباشرة, الكروموسومات تكون فى اكثر حالات التكثُف. ولهذا السبب ملاحظات الكروموسومات غالباًما تُجرى فى هذه المرحلة من دورة الخلية.

5.4:

تركيب الكروموسوم

يجب أن يحتوي الكروموسوم الوظيفي حقيقي النواة على ثلاثة عناصر: السنترومير ، والتيلوميرات ، وأصول عديدة من النسخ المتماثل.

السنترومير هو تسلسل DNA يربط بين الكروماتيدات الشقيقة. هذا أيضًا هو المكان الذي يتم فيه بناء كينيتوشورز، وهي مجمعات بروتينية تلتصق بها الأنابيب الدقيقة للمغزل ، بعد تكرار الكروموسوم. تسمح النواة الحركية للأنابيب الدقيقة للمغزل بتحريك الكروموسومات داخل الخلية أثناء انقسام الخلية.

تتكون التيلوميرات من سلاسل نيوكليوتيدات متكررة غير مشفرة عند أطرافها. عادة ما تكون هذه التسلسلات متشابهة عبر الأنواع. تتكون عادة من وحدات متكررة من الأدينين أو الثايمين متبوعة بعدة نيوكليوتيدات جوانين. تحمي التيلوميرات وتثبت نهايات الكروموسومات. إذا تم كسر الكروموسوم، فسيبدأ في التدهور عند النهاية المنشأة حديثاً، والتي تفتقر إلى التيلومير.

أصول النسخ المتماثل و ARSs

يجب أن يكون للكروموسومات حقيقية النواة أيضًا أصول عديدة للتكاثر ، وهي عبارة عن تسلسلات من النيوكليوتيدات التي تحدد مكان بدء تكاثر الحمض النووي. في حين أن العدد الدقيق لأصول النسخ المتماثل في الجينوم البشري لم يتم تحديده كميًا بعد ، سيكون مطلوبًا على الأقل 30000 من أجل حدوث النسخ المتماثل في الوقت المناسب. إذا احتوت الكروموسومات البشرية على أصل واحد فقط ، على سبيل المثال ، فسيستغرق تكرار كروموسوم واحد أكثر من شهر.

على الرغم من تحديد أهمية أصول النسخ المتماثل ، فقد ثبت صعوبة تحديد هذه التسلسلات. ومع ذلك ، فقد حددت بعض التجارب مع الخميرة عددًا قليلاً من المرشحين. عندما يتم إضافة تسلسلات كروموسومية معينة إلى خلية خميرة كجزيء DNA دائري خارج الخلية ، فإنها تتكاثر بشكل مستقل. هذا يعطي هذه التسلسلات اسمها – التسلسلات المتماثلة بشكل مستقل (ARS). من المحتمل أن تتوافق بعض ARS مع أصول النسخ المتماثل الذي يعمل داخل جينوم الخميرة. ومع ذلك ، فإن بعضًا منها لا يقع على امتداد امتداد الحمض النووي المرتبط بشدة ببدء النسخ المتماثل.

في الثدييات ، مثل البشر ، وحقيقيات النوى الأخرى الأكثر تعقيدًا ، يكون أصل تسلسل التكاثر ضعيفًا. هذا لأنه من المحتمل أن يتم تحديدها من خلال مجموعة من تسلسل النيوكليوتيدات والبروتينات المرتبطة بهيكل الكروماتين.

Suggested Reading

  1. Leonard, Alan C, and Marcel Méchali. “DNA replication origins.” Cold Spring Harbor perspectives in biology vol. 5,10 a010116. 1 Oct. 2013, doi:10.1101/cshperspect.a010116
  2. Chan, Clarence S., and Bik-Kwoon Tye. "Autonomously replicating sequences in Saccharomyces cerevisiae." Proceedings of the National Academy of Sciences 77.11 (1980): 6329-6333.