Back to chapter

5.4:

Kromozom Yapısı

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

Çekirdekte bulunan DNA histon kompleksine kromatin denir ve yoğunlaşarak kromozomları oluşturur;kromozomlar, hücre döngüsü aşamasına bağlı olarak tek bir kromatidden veya kardeş kromatidlerden oluşur. Fonksiyonel bir ökaryotik kromozom, kardeş kromatidleri birbirine bağlayan bir DNA dizisi olan, sentromere sahip olmalıdır. Sentromer ayrıca kromozom replike edildikten sonra kinetokorların üretildiği yerdir.Bu protein kompleksleri, hücre bölünmesi sırasında spindle mikrotübüllerin kromozomları hareket ettirmesine olanak sağlar. Sentromerin konumuna bağlı olarak, kromozomlar dört ana konfigürasyonda bulunabilir. Metasentrik konfigürasyonda, sentromer merkezdedir ve sonuç olarak benzer uzunluklarda kollar oluşur.Submetasentrik konfigürasyonda, sentromer merkezde değildir ve sonuç olarak farklı uzunluklarda kollar oluşur. Telosentrik konfigürasyonda, sentromer kromozomun en ucundadır ve sonuçta uzun, tek başına kollar oluşur. Akrosentrik kromozomlarda, sentromer uca yakın bulunur ve bir sap ve soğan görünümü verir.Bu çeşitli konfigürasyonlar doğal olarak gerçekleşir, bu da onları belirli kromozomları tanımlamada yararlı hale getirir. Örneğin, insan Y kromozomu akrosentriktir. Her kromatidin uçlarında, kodlamayan ve tekrarlayan nükleotid dizilerinden oluşan telomerler de olmalıdır.Telomerler kromozomların uçlarını korur ve kararlılaştırır. Bir kromozom kırılırsa, telomerin olmadığı yeni uçtan bozulmaya başlar. Son olarak, bir kromozomun birden fazla replikasyon başlangıç noktasına, yani DNA replikasyonunun nerede başlayacağını belirleyen nükleotid dizilerine sahip olması gerekir.İnsan kromozomlarında, replikasyon sürecini hızlandırmak için yaklaşık 30.000 replikasyon başlangıç noktası bulunur. Bir insan kromozomunda sadece bir replikasyon başlangıç noktası olsaydı, tek bir kromozomun replikasyonu bir aydan fazla sürerdi. Her kromozom, birçok replikasyon başlangıç noktasından başlayarak, replike edildiğinde, elde edilen kardeş kromatidler, uçlarında telomerlerle birlikte sentromerde bir arada tutulur.Hücre bölünmesinden hemen önce kromozomlar en yoğun hallerindedir. Bu nedenle kromozomların gözlemlenmesi genellikle hücre döngüsünün bu anında yapılır.

5.4:

Kromozom Yapısı

Fonksiyonel bir ökaryotik kromozom üç element içermelidir: bir sentromer, telomerler ve çok sayıda replikasyon kaynağı.

Sentromer, kardeş kromatidleri birbirine bağlayan bir DNA dizisidir. Bu aynı zamanda, kromozom çoğaltıldıktan sonra iğ mikrotübüllerinin bağlandığı protein kompleksleri olan kinetokorların oluşturulduğu yerdir. Kinetokorlar, iğ mikrotübüllerinin hücre bölünmesi sırasında hücre içindeki kromozomları hareket ettirmesine izin verir.

Telomerler, uçlarında kodlamayan tekrarlayan nükleotid dizilerinden oluşur. Bu diziler tipik olarak türler arasında benzerdir. Genellikle tekrarlanan adenin veya timin birimlerinden ve ardından çoklu guanin nükleotidlerinden oluşurlar. Telomerler kromozomların uçlarını korur ve stabilize eder. Bir kromozom kırılacak olsaydı, telomerden yoksun olan yeni oluşturulan uçta bozulmaya başlardı.

Replikasyon ve ARS'lerin Kökenleri

Ökaryotik kromozomlar ayrıca, DNA replikasyonunun nerede başladığını belirleyen nükleotid dizileri olan çok sayıda replikasyon kökenine sahip olmalıdır. İnsan genomundaki replikasyonun kökenlerinin kesin sayısı henüz ölçülmemiş olsa da, replikasyonun zamanında gerçekleşmesi için en az 30.000 gerekli olacaktır. İnsan kromozomları böyle bir köken içeriyorsa, örneğin tek bir kromozomun çoğaltılması bir aydan fazla sürecektir.

Replikasyonun kökeninin önemi belirlenirken, bu dizileri tanımlamanın zor olduğu kanıtlanmıştır. Bununla birlikte, maya ile yapılan bazı deneyler birkaç aday belirlemiştir. Bazı kromozomal sekanslar bir maya hücresine hücre dışı, dairesel bir DNA molekülü olarak eklendiğinde, otonom olarak çoğalırlar. Bu durum bu dizilere adlarını verir- otonom kopyalanan sekanslar (ARS). Bazı ARS'ler muhtemelen maya genomu içinde işlev gören replikasyonun kökenlerine karşılık gelir. Bununla birlikte bunlardan bazıları, replikasyonun başlatılmasıyla güçlü bir şekilde ilişkili olan bir DNA dizisi boyunca yer almaz.

İnsanlar ve diğer daha karmaşık ökaryotlar gibi memelilerde, replikasyon dizilerinin kökeni zayıf bir şekilde tanımlanmıştır. Bunun nedeni muhtemelen nükleotid sekansı, ilişkili proteinler ve kromatin yapısının bir kombinasyonu ile tanımlanmalarıdır.

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.