Kromosom

I biologi og cytogenetikk inneholder hver av de svært organiserte strukturene , dannet av DNA og proteiner , det meste av den genetiske informasjonen til et levende vesen.

Ved celledelinger ( mitose og meiose ) presenterer kromosomet sin mest kjente form, veldefinerte X-formede legemer, på grunn av sin høye grad av komprimering og duplisering.

I interfasen kan de ikke tydelig visualiseres ved hjelp av det optiske mikroskopet siden de okkuperer diskrete kromosomale territorier . I eukaryote celler og archaea (i motsetning til bakterier ), vil DNA alltid være i form av kromatin , det vil si sterkt assosiert med proteiner kalt histoner og ikke-histoner. Kromatin, organisert i kromosomer, finnes i kjernen til eukaryote celler og fremstår som et virvar av tynne tråder. Når prosessen med duplisering og deling av det genetiske materialet kalt ( karyokinesis ) begynner, initierer denne virvaren av tråder et progressivt kondenseringsfenomen som gjør at hvert av kromosomene kan visualiseres.

Når de undersøkes nøye under mitose, er hvert av kromosomene funnet å ha en karakteristisk form og størrelse.

Hvert kromosom har en kondensert eller innsnevret region kalt sentromeren , som gir hvert kromosom sitt spesielle utseende og lar dem klassifiseres i henhold til posisjonen til sentromeren langs kromosomet.

En annen observasjon som kan gjøres er at antallet kromosomer til individer av samme art er konstant. Dette antallet kromosomer kalles tallet eller ploidien og er symbolisert som 2n eller 4n eller 1n avhengig av celletype.

Når lengden på slike kromosomer og posisjonen til sentromeren undersøkes, kommer det andre generelle trekk frem: for hvert kromosom med en gitt lengde og plassering av sentromeren, eksisterer et annet kromosom med identiske egenskaper i kjernen, det vil si i diploide celler 2n Kromosomene er i par . Medlemmer av hvert par kalles homologe kromosomer .

Figuren til høyre viser alle en jentes interfasekromosomer (merk de to X-kromosomene under til høyre), ordnet etter homologe par og lengde, som kalles en karyotype . Man kan se at i denne karyotypen er det 46 kromosomer (det vil si 2n=46), som er kromosomtallet til menneskearten. Det kan også bemerkes at hvert kromosom har en dobbel struktur, med to søsterkromatider som ligger parallelt med hverandre og forbundet med en enkelt sentromer. Under mitose skiller søsterkromatidene, som er identiske, seg fra hverandre til to nye celler.

Parene av homologe kromosomer som er observert på bildet har også en grunnleggende genetisk likhet: de presenterer de samme genene som ligger på samme steder langs kromosomet (slike steder kalles loci eller loci i flertall). Dette indikerer at hvert medlem av det homologe paret bærer genetisk informasjon for de samme egenskapene til organismen. I seksuelt reproduserende organismer kommer ett medlem av det homologe kromosomparet fra moren (via egget ) og det andre fra faren (via sædcellene ). Av denne grunn, og som en konsekvens av biparental arv, har hver diploid organisme to kopier av hvert av genene, hver lokalisert på et av de homologe kromosomene.

Et viktig unntak fra konseptet med homologe kromosompar er at hos mange arter har ikke medlemmene av kjønnskromosomparet samme størrelse, samme plassering av sentromeren, samme proporsjon mellom armene, eller til og med de ikke har samme størrelse. har samme størrelse, samme sted . For eksempel er Y-kromosomet (som bestemmer mannlig kjønn hos mennesker) mindre i størrelse og mangler de fleste lokiene som finnes på X-kromosomet . [ 1 ]

Historie og definisjoner

Fra etymologisk synspunkt kommer ordet "kromosom" fra gresk og betyr "kropp som flekker"; mens ordet " kromatin " betyr "stoff som flekker."

Kromosomer ble observert i planteceller av den sveitsiske botanikeren Karl Wilhelm von Nägeli i 1842, og uavhengig av den belgiske forskeren Edouard Van Beneden i rundormer av slekten Ascaris . [ 2 ] [ 3 ] Bruken av basofile medikamenter (f.eks. aniliner ) som en cytologisk teknikk for å observere kjernefysisk materiale var sentral for senere oppdagelser. Således definerte den tyske cytologen Walther Flemming i 1882 i utgangspunktet kromatin som «stoffet som utgjør interfasekjernene og som viser visse fargeegenskaper». [ 4 ]

Derfor er de første definisjonene av kromosom og kromatin rent cytologiske. Den biologiske definisjonen ble først nådd på begynnelsen av 1900-tallet , med gjenoppdagelsen av Mendels lover : både kromatinet og kromosomet utgjør det organiserte genetiske materialet. Grunnleggende for dette var arbeidet til nederlenderen Hugo de Vries (1848-1935), tyskeren Carl Correns (1864-1933) og østerrikeren Erich von Tschermak-Seysenegg (1871-1962), hvis forskningsgrupper uavhengig gjenoppdaget Mendels lover. og assosierte genetiske faktorer eller gener til kromosomer. En kort oppsummering av hendelsene knyttet til historien til kromosomkonseptet er gitt nedenfor. [ 5 ]

Den første forskeren som isolerte DNA var sveitseren Friedrich Miescher , mellom 1868 og 1869 , da han gjorde sine postdoktorstudier i laboratoriet til Felix Hoppe-Seyler (en av grunnleggerne av biokjemi , fysiologi og molekylærbiologi ) i Tübingen . Miescher analyserte den kjemiske sammensetningen av puss fra brukte sykehusbandasjer, som han isolerte kjerner for og fant ut at de var bygd opp av en enkelt, svært homogen, ikke-proteinkjemisk substans, som han kalte nuclein . Imidlertid var det Richard Altmann i 1889 som laget begrepet nukleinsyre , da nuklein ble vist å ha sure egenskaper. I 1881 viste E. Zacharias at kromosomer var kjemisk bygd opp av nuklein , og etablerte den første assosiasjonen mellom cytologiske og biokjemiske data.

De første observasjonene av celledeling ( mitose , hvor morcellen fordeler kromosomene sine mellom de to dattercellene), ble gjort mellom 1879 og 1882 av Walther Flemming og Robert Feulgen , uavhengig, takket være utviklingen av nye teknikker for farging Assosiasjonen mellom arv og kromosomer ble laget kort tid etter (1889) av August Weismann , på en teoretisk, nesten intuitiv måte. Men de første eksperimentelle dataene som gjorde det mulig for Walter Sutton [ 6 ] og Theodor Boveri [ 7 ] å foreslå at Mendels "faktorer" var fysiske enheter lokalisert på kromosomer (ofte kalt Suttons kromosomteori) og Boveri ) stammer fra 1902. Disse ideene forble kontroversiell inntil Thomas Hunt Morgan utførte det som nå anses som klassiske eksperimenter på kjønnsbundne genetiske egenskaper, publisert i 1910, og ga ham Nobelprisen i 1933 . [ 8 ]

Demonstrasjonen av at gener er på kromosomer ble laget av Calvin Bridges og Nettie Stevens i 1912, og det var Alfred Henry Sturtevant som beviste at gener er ordnet lineært langs kromosomet, og lager det første genetiske kartet over en organisme, Drosophila melanogaster . De grunnleggende arvelighetsgrunnlagene ble definitivt etablert i 1915, da boken The Mechanism of Mendelian Heritance av Morgan, Strurtevant, Müller og Bridges dukket opp. [ 9 ] I 1919 identifiserte Phoebus Levene at et nukleotid består av en base , et sukker og et fosfat , [ 10 ] og initierte dermed den molekylære analysen av DNA, som ville føre til en forståelse av de molekylære mekanismene for arv (se også DNA-historie ).

Tidslinje for oppdagelser

Struktur og kjemisk sammensetning av kromatin

Eukaryote kromosomer er svært lange dobbelttrådede DNA- molekyler som er nært beslektet med proteiner kalt histoner og proteiner kalt ikke-histoner. Kromosomer kan finnes fra løse eller dårlig komprimerte tilstander, som i kjernene til interfaseceller , til svært komprimerte tilstander, som i mitotisk metafase .

Hovedkomponentene som oppnås når kromatin isoleres fra interfasekjerner er DNA, histonproteiner, ikke-histonproteiner og RNA.

Histoner

Histoner er grunnleggende proteiner, rike på lysin- og argininrester , som viser en høy evolusjonær bevaring og som interagerer med DNA og danner en underenhet som gjentas gjennom hele kromatinet kalt nukleosom . Hovedtypene av histoner som har blitt isolert i interfasekjernene i forskjellige eukaryote arter er: H1, H2A, H2B, H3 og H4. I tillegg til disse histonene er det også andre som er vevsspesifikke, slik som histon H5, veldig rik på lysin (25 mol%), spesifikk for kjerneformede erytrocytter fra ikke-pattedyr vertebrater, og endosperm histoner. [ 11 ] Likeledes er sentromerisk kromatin karakterisert ved tilstedeværelsen av en spesifikk isoform av histon H3, betegnet CENP-A hos virveldyr.

En av de mest bemerkelsesverdige egenskapene er dens høye evolusjonære konservatisme, spesielt av histonene H3 og H4. Histon H4 fra erte- og kalvethymus skiller seg i bare to aminosyrer. Disse dataene indikerer at interaksjonene mellom DNA og histoner for å danne kromatin må være svært like i alle eukaryote organismer.

Genene som koder for histoner er gruppert i nisjer (eller klynger ) som gjentas titalls eller hundrevis av ganger. Hver klynge eller gruppe inneholder følgende rekkefølge av histonkodende gener: H1-H2A-H3-H2B-H4. Disse genene er rike på GC-par, siden de koder for proteiner med høyt innhold av lysin og arginin , men de er atskilt med spacer-sekvenser rike på AT-par. [ 12 ]​ [ 13 ]​ [ 11 ]​ [ 14 ]​ [ 15 ]

Nukleosomet

Kromatinet til interfasekjerner, når det sees ved hjelp av elektronmikroskopiteknikker, kan beskrives som en perlestreng eller en rosenkrans, der hver kule er en sfærisk eller kuleformet underenhet kalt et nukleosom ; Nukleosomer er knyttet sammen av DNA-fibre. Det følger derfor at den grunnleggende enheten for kromatinstruktur er nukleosomet. Et typisk nukleosom er assosiert med 200 basepar ( bp ) med DNA og består av en kjerne og en linker . Medullaen består av en oktamer som består av to underenheter av histonene H2A, H2B, H3 og H4. Det er med andre ord en dimer: 2×(H2A, H2B, H3, H4). Arbeidet til Aaron Klug og kollegene [ 16 ] [ 17 ] med histonarrangement i ryggraden i nukleosomet ga ham Nobelprisen i kjemi i 1982.

Rundt medulla er DNA (140 bp ) viklet og gir nesten to omdreininger (en omdreining og tre fjerdedeler). Resten av DNA (60 bp) er en del av linkeren , som samhandler med histon H1. Mengden DNA assosiert med et nukleosom varierer fra art til art, fra 154 bp til 241 bp; Denne variasjonen er fundamentalt på grunn av mengden DNA assosiert med linkeren . [ 12 ]

Nakne dupleks DNA-fibre er 20  Å tykke . Assosiasjonen av DNA med histoner genererer nukleosomer, som er omtrent 100 Å i diameter. På sin side kan nukleosomene kveiles spiralformet for å danne en solenoid (en slags fjær) som utgjør kromatinfibrene til interfasekjernene med en diameter på omtrent 300 Å. Solenoidene kan kveiles på nytt for å gi opphav til supersolenoider med en diameter på 4000 Å til 6000 Å som vil utgjøre fibrene til metafasekromosomer. [ 16 ] ​[ 18 ]

Kromosomale ikke-histonproteiner: proteinrammeverket

Ikke-histone kromosomproteiner er andre proteiner enn histoner som er ekstrahert fra kromatinet i kjernene med natriumklorid (NaCl) 0,35 mol/L (saltoppløsning), har et høyt innhold av basiske aminosyrer (25 % eller mer), høy innhold av sure aminosyrer (20-30%), høy andel prolin (7%), lavt innhold av hydrofobe aminosyrer og høy elektroforetisk mobilitet. Kromosomale ikke-histonproteiner som ekstraheres fra kromatinet til kjerner varierer sterkt avhengig av isolasjonsteknikken som brukes. En gruppe av disse ikke-histone kromosomale proteinene viser høy elektroforetisk mobilitet og er forkortet til HMG (høy mobilitetsgruppe). Mengden ikke-histonproteiner kan variere fra ett vev til et annet i samme individ og i samme vev gjennom utviklingen.

HMG-proteiner

Disse proteinene er gruppert i en superfamilie på grunn av deres fysiske og kjemiske likheter, og fordi de alle fungerer som arkitektoniske elementer som påvirker flere DNA- avhengige prosesser i sammenheng med kromatin . Alle HMG-er har en karboksylterminal rik på syrelignende aminosyrer, og er klassifisert i tre familier (HMGA, HMGB og HMGN), hver med et unikt funksjonelt motiv som induserer spesifikke endringer i deres bindingsseter og deltar i cellulære funksjoner. . [ 19 ]

HMGA-familien består av fire medlemmer, som alle inneholder et karakteristisk funksjonelt motiv, kalt AT-kroken . Gjennom disse sekvensene binder HMGA seg fortrinnsvis til AT-rike sekvenser av B-form DNA og induserer konformasjonsendringer som induserer binding av ytterligere komponenter. HMGA-proteiner har en sur C-terminal hale , som kan være viktig for interaksjon med andre proteiner. Tradisjonelt ble denne gruppen kalt HMG-I/Y. [ 20 ]

HMGB-familien består av tre varianter, som hver inneholder to funksjonelle motiver (HMG-boksene) og en svært sur C-terminal. HMG-bokser består av tre α-helikser brettet sammen for å danne en L-formet struktur, som delvis går inn i den mindre DNA -spalten og folder den tett. Det er små forskjeller mellom HMG-boksene til de forskjellige HMGB-ene, noe som gir hver av dem spesifisitet. Sure haler modulerer affinitet for en rekke forvrengte DNA-strukturer. [ 19 ] Tradisjonelt ble disse proteinene referert til som HMG-1/-2-proteiner. [ 20 ]

HMGN-familien av proteiner er preget av et positivt ladet domene, det nukleosombindende domenet , og av en sur C-terminal hale, det kromatinutfoldende domenet. HMGN-proteiner binder seg spesifikt til nukleosomer og forstyrrer både lokal og høyere nivåstruktur av kromatin. [ 19 ] Disse proteinene er tradisjonelt kjent som HMG-14/-17 underfamilien. [ 20 ]

Mer enn 20 HMG-proteiner er påvist; HMG-1/-2 (HMGB) og HMG-14/-17 (HMGA) proteiner har blitt identifisert i alle arter av pattedyr, fugler og fisk som er studert til dags dato. HMG-1/-2-proteiner finnes bare i kjernen, er involvert i replikasjon, binder fortrinnsvis enkelttrådet DNA, avvikler dupleks-DNA, og det anslås at ett HMG-1- eller HMG-2-molekyl eksisterer per 15. nukleosomer. HMG-14/-17-proteiner finnes i kjernen og i cytoplasmaet, de er relatert til reguleringen av transkripsjon og det er anslått at det er ett molekyl av HMG-14 eller HMG-17 for hver 10. nukleosomer.

Proteinrammeverket til kromosomer

Mange cytogenetiske studier viser at DNA er tett kveilet, i kromosomer, når det sees under et mikroskop. Det første nivået av lineær komprimering av DNA er det som oppnås ved å folde DNA-fiberen rundt nukleosomer , [ 21 ] ansvarlig for det første nivået av lineær folding (6–7 ganger). Det neste foldingsnivået tilsvarer den såkalte «30 nm fiber», som er det som observeres i interfasekjerner. Selv om det har vært mye kontrovers for å beskrive denne strukturen, [ 22 ] regnes 30 nm-fiberen vanligvis som den spiralformede viklingen av nukleosomfibre, som genererer komprimering på ytterligere 6-7 ganger. Ved mitose må 30-nm-fiberen komprimeres ytterligere 200–500 ganger for å nå diameteren observert mikroskopisk for kromosomfibre under celledeling (–700 nm). [ 23 ] Derfor har det måttet produseres nye supercoiler. Imidlertid har forklaringen på disse høyere ordensfoldingen skapt stor kontrovers. [ 22 ]

Laemmli et al. i 1977 klarte å isolere metafasekromosomer uten histoner ved behandling med dekstransulfat og heparin. [ 24 ] Disse histonutarmede metafasekromosomene har en tett farget sentermarg som har blitt kalt et stillas . Dette proteinrammeverket ( stillaset ) er motstandsdyktig mot virkningen av DNase , RNase og også mot 2M ClNa-løsninger. Det forsvinner imidlertid ved behandling med 4M urea og natriumdodecylsulfat eller ved behandling med proteolytiske enzymer. Derfor er det et proteinrammeverk.

Elektronmikroskopiobservasjon viser at løkker eller fibre kommer og går fra dette proteinrammeverket ( stillaset ) som kan fås til å forsvinne ved behandling med DNase. Derfor er disse løkkene eller domenene som starter fra proteinrammeverket DNA-løkker. En av hovedkomponentene i proteinrammeverket er enzymet topoisomerase II α (topoIIα), [ 25 ] [ 26 ] et enzym som produserer kutt i dupleks-DNA på nivå med begge helixene. Topoisomerase II (gyrase) er involvert under DNA-replikasjon ved å lage eller slappe av supercoils. Hos pattedyr finnes to isoformer av dette enzymet (α og ß), med lignende egenskaper in vitro . Men selv om topoIIα og β oppfører seg på en lignende måte i interfase, oppfører de seg annerledes i mitose : bare topoIIα er stort sett assosiert med kromosomer. [ 27 ] Utseendet til topoisomerase II α bare på proteinrammeverket antyder at det ligger i bunnen av DNA-løkker eller domener, noe som indikerer at denne organiseringen i domener kan være relatert til replikasjon og transkripsjon. Andre enzymer, som topoisomerase I, som produserer kutt i dupleks-DNA på nivået av en enkelt helix, og HMG-17, finnes bare i løkkene eller domenene og ikke i proteinrammeverket. Eksisterende bevis til dags dato antyder at solenoidfibrene (30 nm) ville danne løkkene eller domenene som kommer fra proteinrammeverket, og at dette rammeverket i sin tur vil bli kveilet til en spiral. [ 24 ]

I tillegg til enzymet topoisomerase II α, er den andre foreslåtte grunnleggende komponenten i proteinrammeverket 13S - kondensin . [ 28 ] Dobbel farging med topoIIα- og kondensinantistoffer produserer et rammeverk som ligner en "frisørstang" (en sylinder med røde og hvite spiralbånd som symboliserer det eldgamle dobbeltyrket med barberere som kirurger), der de veksler mellom "perler" beriket med topoIIα og i kondensin. Denne strukturen ser ut til å være generert av to sidestilte kjeder. Det ser ut til at sammenstillingen av dette proteinrammeverket skjer i to faser, siden kondensin bare assosieres ved overgangen fra profase til metafase under mitose . Imidlertid er den strukturelle rollen til topoIIα i organiseringen av kromosomer fortsatt omstridt, ettersom andre grupper hevder at dette enzymet raskt utveksles i både kromosomarmer og kinetokorer under mitose . [ 29 ]​ [ 27 ]

DNA-domenene ser ut til å være festet til proteinrammeverket av spesifikke regioner kalt forkortede SAR-er ( stillasassosierte regioner , også kalt MAR-er, matrise-tilknytningsregioner ) som oppdages når metafasekromosomer uten histoner behandles med restriksjonsendonukleaser. [ 30 ] Etter denne behandlingen forblir DNA-regioner festet til rammeverket, som igjen motstår fordøyelsen med eksonukleaser fordi de er beskyttet av et protein. Når dette proteinet er fordøyd, inneholder de beskyttede DNA-regionene sekvenser på flere hundre basepar som er svært rike på AT og som har bindingssteder for topoisomerase II og histon H1. Disse spesifikke bindingsregionene av domenene til proteinrammeverket er SAR-regionene. Det har blitt antydet at disse regionene spiller en global rolle under mitotisk kromosomkondensasjon og er nødvendige for å opprettholde kromosomstrukturen. [ 31 ] SAR-regioner kan også være involvert i genuttrykk , noe som letter både overgangen og utvidelsen av en åpen kromatinstruktur.

Alternative modeller av kromosomstruktur

Det blir mer og mer tydelig at selv med de mest brukte fikseringsmetodene [ 27 ] kan det oppstå betydelige endringer i lokaliseringen av kromosomproteiner, og disse tekniske vanskelighetene har vært tilstede i de fleste kromosompreparatene som er brukt til å lage kromosompreparatene. strukturelle studier. Av denne grunn ser det ut til at det er nødvendig å bruke levende prøver når det er mulig, samt alternative tilnærminger som tillater en komplementær analyse. [ 32 ]

Den biofysiske tilnærmingen

En alternativ metode for strukturell analyse av kromosomer er biofysisk . Nøyaktige målinger av stivheten og elastisiteten til kromosomer kan lede konstruksjonen av strukturelle modeller. Studier utført i forskjellige laboratorier indikerer at kromosomer har en bemerkelsesverdig elastisitet: både inne i celler og i fysiologiske buffere kan kromosomer strekke seg til flere ganger sin normale lengde og gå tilbake til sin opprinnelige lengde igjen. [ 33 ] Dataene innhentet av ulike laboratorier er imidlertid svært varierende, sannsynligvis på grunn av mangfoldet av buffere som brukes av ulike grupper. En studie av Poirier og Marko i 2002 viste at elastisiteten til kromosomene er svært følsomme for nuklease. [ 34 ] Disse dataene antyder at den mekaniske integriteten til mitotiske kromosomer opprettholdes av koblinger mellom kromosomfibre, ikke av eksistensen av et proteinrammeverk. Arten av disse koblingene er ikke klar, men denne studien anslår frekvensen til å være minst 10-20 kb.

De biokjemiske komponentene til kromosomer

En konvensjonell og veldig kraftig metode for å forstå en biologisk struktur er å etablere en liste som inkluderer alle dens komponenter. Innledende studier av kromosomstruktur møtte mange tekniske problemer med biokjemisk isolering av mitotiske kromosomer fra celler, selv om sofistikerte metoder tillot isolering av komplette kromosomer og identifikasjon av proteinrammeverket. [ 35 ]

En alternativ metode er bruk av cellefrie ekstrakter fra amfibieegg . Dette systemet tillater in vitro - rekonstituering av mitotiske kromosomer fra enkle substrater (for eksempel spermkromatin ) under fysiologiske forhold, slik at proteinkomponentene i sammenstillingsstrukturene kan isoleres ved sentrifugering i et enkelt trinn og karakteriseres tilsvarende systematisk. [ 36 ] I tillegg til kjernehistonene og en koblingshiston, inneholder fraksjonen som er isolert på denne måten topoIIα (CAP-B i den studien), et kompleks av fem underenheter kalt kondensin (CAP-C, -E, -D2, -G og -H), [ 36 ] [ 37 ] kromokinesin (CAP-D/Klp1 [ 38 ] ) og den kromatinremodellerende ATPase ISWI [ 38 ] (CAP-F). En av de viktigste konklusjonene fra disse studiene er at ATPaser er viktige komponenter i kromosomer. Energien til ATP- hydrolyse brukes i mange tilfeller til å indusere lokale eller globale endringer i kromosomer, mens den i andre tilfeller tjener til å støtte bevegelsen av mikrotubuli -forankrede kromosomer .

En overraskende observasjon var identifiseringen av proteinet titin som en av komponentene i kromosomene i Drosophila -embryoer . [ 39 ] Titin er et gigantisk (–3 MDa ) filamentært protein som fungerer som en integrert komponent av det tykke filamentet i sarkomeren til muskelceller . Det har blitt foreslått at, i analogi med muskelfunksjonen, titinisoformen som finnes på kromosomer kan fungere på den ene siden som en "molekylær linjal" som bestemmer kromosomlengden, og på den andre som en "molekylær fjær" som gir elastisitet til kromosomer. [ 40 ]

RNA

RNA ser ut til å spille en viss rolle i foldingen av det eukaryote kromosomet. I det minste hos mennesker og i Drosophila er det funnet bevis på denne strukturelle rollen til RNA. [ 41 ] Det skal imidlertid bemerkes at proteinrammeverket beskrevet av Laemmli et al. (1978) ikke påvirkes av RNase-behandling. Det kan være at stillasproteinene i seg selv beskytter RNA fra virkningen av RNase . I alle fall er det praktisk å huske at DNAet til bakteriekromosomet også er organisert i domener og at RNA kan spille en viss rolle i vedlikeholdet av denne strukturen. I organismer med mellomegenskaper mellom de til prokaryoter og eukaryoter som dinoflagellater, er det også data som støtter den strukturelle rollen til RNA i kromosomorganisering.

Kromatintyper

Kromatin (stoffet som utgjør cellekjernene og som er et resultat av samspillet mellom DNA med histon- og ikke-histonproteiner og RNA) kan presentere ulike grader av pakking eller sammentrekning. Når kromosomer er farget med DNA-bindende kjemikalier, vises tett fargede områder og mindre tett fargede områder. Majoritetskromatinet, som utgjør majoriteten av kjernen, kalles eukromatin og minoriteten heterokromatin . Mens euchromatin representerer fraksjonen som inneholder de fleste av de aktive genene, er heterochromatin involvert i flere kjernefysiske prosesser, som sentromerfunksjon, gendemping og kjernefysisk organisering.

Heterokromatin kan virke tettere farget enn eukromatin (heteropycnosis positiv) eller mindre tett farget enn euchromatin (heteropycnosis negativ). Bruken av visse eksperimentelle behandlinger i kombinasjon med forskjellige typer kromosomfarging kan gi utseendet til heterokromatiske soner i kromosomene til mange arter. Disse heterokromatiske sonene presenterer en karakteristisk fordeling eller mønster av bånd som er typiske for hvert kromosom, som gjør at forskjellige kromosomer kan identifiseres. Disse teknikkene kalles "kromosombåndteknikker" og er ekstremt nyttige i identifiseringen av individuelle kromosomer og i konstruksjonen av karyotyper.

Forskjeller mellom euchromatin og heterochromatin

  • Genetiske forskjeller: Kartleggingsforsøk viser at de fleste av de aktive genene er lokalisert i eukromatin. I interfasekjerner flekker eukromatin mindre tett på grunn av mindre grad av pakking, og det er generelt akseptert at dette er den tilstanden som er mest forenlig med genaktivitet og transkripsjon. Heterokromatin finnes i mange organismer som flankerer sentromere regioner , noen ganger finnes det også i telomere regioner , og komplette heterokromatiske kromosomer har blitt observert i noen tilfeller (for eksempel Y-kromosomet til Drosophila melanogaster ). Svært få aktive gener er påvist i heterokromatin. [ 42 ] For eksempel er det i Drosophila dødelige mutasjoner i gener som er lokalisert i heterokromatiske områder; derfor må disse genene ha en viss aktivitet. I alle fall er prosentandelen av aktive gener lokalisert i heterokromatiske områder svært lav, sammenlignet med den for aktive gener lokalisert i eukromatin. Hovedforskjellen mellom eukromatin og heterokromatin ligger derfor i aktiviteten til disse to kromatintypene. Tidlige studier av heterokromatin førte til oppdagelsen av fenomenet kjent som "posisjonseffektvariasjon" ( PEV ), [ 43 ] der hvis et eukromatisk gen plasseres nær eller innenfor en heterokromatisk region, blir epigenetisk stilnet . Denne prosessen har viktige implikasjoner for genregulering, aldring og tumorprogresjon.
  • Cytologiske forskjeller: på strukturelt nivå, i interfasekjernene, er det større grad av vikling eller pakking i heterokromatinet enn i eukromatinet. [ 44 ] Dette demonstreres av det faktum at heterokromatin viser redusert følsomhet for nukleasebehandling , noe som gjenspeiler plasseringen av nukleosomer med korte og regelmessige intervaller.
  • Biokjemiske forskjeller: Heterokromatin viser karakteristiske histonmodifikasjoner , for eksempel høy grad av metylering ved histon H3 lysin 9 (H3K9) og lysin 27 (H3K27), kombinert med mangel på acetylering . Heterochromatin er også preget av tilstedeværelsen av HP1 -proteinet ( heterochromatinprotein 1 ). I tillegg viser heterokromatinet til virveldyr og planter en høy grad av metylering i CpG-øyene (genomiske områder rike på C+G-dinukleotider). [ 45 ] Metylering av H3K9 fører til rekruttering av flere histonmetyltransferaser (HMT ), mediert av HP1. To forskjellige ruter er beskrevet for å gjennomføre denne prosessen. En av disse banene bruker RNA-interferens , [ 46 ] mens den andre bruker DNA-bindende proteiner som gjenkjenner spesifikke sekvenser for å målrette HMT-er. [ 46 ]
  • Allocycly: Heterochromatin følger en syklus av kondensasjon og dekondensasjon som er forskjellig fra euchromatin. Heterokromatin kan virke mer intenst farget enn eukromatin eller mindre intenst farget avhengig av cellulær tilstand (allocykli). Allocykli er i sin tur relatert til DNA-replikasjon. Heterochromatin replikerer senere enn eukromatin.

Typer heterochromatin

To klasser av heterokromatin kan skilles:

  • Konstitutivt heterokromatin : kromatin som alltid virker mer intenst farget enn eukromatin (heteropycnosis positiv), eller mindre intenst farget enn euchromatin (heteropycnosis negativ), uavhengig av utviklingsmessig eller fysiologisk tilstand. HP1 er essensielt for dannelsen av konstitutivt heterokromatin, som er preget av tilstedeværelsen av trimetylert H3K9, mediert av HMT-er kalt Suv39h1 og Suv39h2 . [ 47 ] Denne gruppen inkluderer satellitt-DNA fra sentromere områder og kromatin fra telomerer .
  • Fakultativt heterokromatin : Kromatin som virker sterkere farget enn eukromatin, eller mindre sterkt farget enn eukromatin avhengig av fysiologisk tilstand eller utviklingstidspunkt. X-kromosomet, hos noen dyrearter, som gresshoppen Schistocerca gregaria , virker mer intenst farget enn resten av kromosomene under diploten av profase I av meiose . Fakultativt heterokromatin genereres annerledes enn konstitutivt heterokromatin, muligens mediert av forskjellige HMT-er (som G9a, ESET/SETDB1 og/eller ErHMTase1), og ser ut til å være hovedsakelig mono- og dimetylert H3K9. [ 45 ]

Hos den menneskelige arten ser alle X -kromosomer som er i overkant av ett mer intenst farget enn resten av kromosomene ( "positiv heteropycnosis" ) i kjernene til interfaseceller. Derfor har normale kvinner som har to X-kromosomer ett X-kromosom som virker mer intenst farget og som er inaktivert. Imidlertid er begge X-kromosomene aktive under de tidlige stadiene av embryonal utvikling (i løpet av de første 16 dagene av svangerskapet hos den menneskelige arten).

Hos noen eukaryote arter består satellitt-DNA eller mindre DNA som har et G+C-innhold som er forskjellig fra hoved- eller hoved-DNA, av korte DNA-sekvenser som gjentas millioner av ganger. Spesielt hos mus har det blitt vist at satellitt-DNA er lokalisert i den sentromere sonen. Dette satellitt-DNA er et eksempel på konstitutivt heterokromatin hvis tilstedeværelse og virkning er konstant på kromosomet. [ 48 ]​ [ 49 ]

Differensierte elementer i kromosomstrukturen

Kromatinorganisasjonen er ikke ensartet gjennom hele kromosomets struktur. Faktisk kan en rekke differensierte elementer skilles: sentromerene (eller primære innsnevringer), telomerene (eller kromosomendene), nukleolus-organiserende regioner (NOR) og kromomerene , alle karakterisert ved å inneholde spesifikke DNA-sekvenser.

Sentromerer

Sentromeren er den primære innsnevringen som gjør at bruk av tradisjonelle flekker virker mindre farget enn resten av kromosomet. Det er området der kromosomet samhandler med spindelfibrene fra profase til anafase, både i mitose og meiose , og er ansvarlig for å utføre og regulere kromosombevegelsene som finner sted i disse fasene. De sentromere strukturene som samhandler med spindelfibrene kalles kinetokorer . I tillegg bidrar sentromeren til kjernedannelse av søsterkromatidkohesjon . Både sentromert DNA, som primært består av konstitutivt heterokromatin, og sentromere proteiner er involvert i strukturen til sentromeren.

I spirende gjær ( Saccharomyces cerevisiae ) består det sentromere DNA av kun 125 bp og er bevart mellom forskjellige kromosomer. [ 50 ] Sentromerisk DNA i metazoer kan imidlertid bestå av megabaser, og inneholder ikke lett identifiserbare konsensussekvenser (se gjennomgang av Choo i 1997 [ 51 ] ). Til tross for forskjellene mellom det sentromeriske DNAet til gjær og metazoer, er kinetochore satt sammen i begge tilfeller på sentromere nukleosomer som inneholder en spesialisert form av histon H3 (Cse4p i gjær [ 52 ] eller dets motstykke CENP-A i metazoer).

Telomerer

Ordet telomere kommer fra det greske telos , "ende" og mer , "del". Telomerer er endene av kromosomene. De er ikke-kodende DNA - regioner , svært repeterende, hvis hovedfunksjon er den strukturelle stabiliteten til kromosomer i eukaryote celler , celledeling og levetiden til cellelinjer. De er også involvert i sykdommer så viktige som kreft . I prokaryote organismer er kromosomene sirkulære og har ikke telomerer. [ 53 ]

Telomerer ble oppdaget av Hermann Joseph Muller på 1930-tallet. Siden den gang har det blitt gjort store fremskritt i å forstå telomerer, takket være teknikkene for molekylær genetikk.

Noen kjente telomersekvenser
Klynge Organisme Telomersekvens
(retning 5' til 3' til slutten)
virveldyr Mennesker , mus , Xenopus , Danio rerio TTAGGG
filamentøse sopp Neurospora crassa TTAGGG
gjørmeformer _ Physarum , Didymium
Dictyostelium
TTAGGG
AG(1-8)
Kinetoplastid protozoer Trypanosoma , Crithidia TTAGGG
ciliate protozoer Tetrahymena , Glaucoma
Paramecium
Oxytricha , Stylonychia , Euplotes
TTGGGG
TTGGG(T/G)
TTTTGGGG
apicomplexan protozoer Plasmodium TTAGGG(T/C)
øvre etasjer Arabidopsis thaliana TTTAGGG
grønne alger Chlamydomonas TTTTAGGG
insekter bombyx mori T.T.A.G.G.
rundorm Ascaris lumbricoides TTAGGC
isolert gjær Schizosaccharomyces pombe TTAC (A)(C) G(1-8)
Tilsatt gjær Saccharomyces cerevisiae

Candida glabrata
Candida albicans
Candida tropicalis
Candida maltosa
Candida guillermondii
Candida pseudotropicalis
Kluyveromyces lactis

TGTGGTGTGGTG (fra RNA-kopier)

eller G(2-3)(TG)(1-6)T (konsensus)
GGGGTCTGGGTGCTG
GGTGTACGGATGTCTAACTTCTT
GGTGTA[C/A]GGATGTCACGATCATT
GGTGTACGGATGCAGACTCGCTT
GGTGTAC
GGTGTACGGATTTGATTAGTTATGT
GGTGTACGGATTTGATTAGGT

Organisering av områder av nukleolus

I tillegg til de primære innsnevringene, kan en annen type «fortynning» i noen kromosomer skilles ut som kalles sekundær innsnevring, som normalt er relatert til tilstedeværelsen av ribosomale DNA-sekvenser . Slike regioner kalles nukleolusorganiserende regioner (eller ganske enkelt NOR for nukleolusorganiserende regioner ). De ribosomale DNA-sekvensene er inneholdt i nukleolen , som forblir festet til NOR under store deler av cellesyklusen . NOR-bærende kromosomer har i mange tilfeller et segment som forbinder denne regionen med telomeren, som kalles satellitt eller lås . [ 54 ]

Kromomerer

Kromomerer er "fortykkelser" eller mer komprimerte områder av eukromatin, som er mer eller mindre jevnt fordelt langs kromosomer og kan visualiseres under faser av mitose eller meiose med mindre kromatinkondensasjon (prophase). Deres molekylære natur er fortsatt kontroversiell, men de kan være konsekvensen av en viss grad av kompartmentalisering i fordelingen av DNA-sekvenser og i organiseringen av kromosomer. I flere år har Giorgio Bernardis gruppe i Italia hevdet at det er en oppdelt fordeling av relativt store DNA-sekvenser (kalt "isochores") i genomet til varmblodige vertebrater [ 55 ] ​[ 56 ] ​[ 57 ] ​[ 58 ]​ Etter publiseringen av det første utkastet til Human Genome Project ser det ut til at fem isokorer i det menneskelige genomet er bekreftet, to av dem er rike på A og T, og tre rike på G og C. Den vekslende fordelingen av begge typer isokorer kan være den molekylære forklaringen på eksistensen av kromomerer. [ 59 ]​ [ 60 ]

Ytre struktur av kromosomer: antall, form og størrelse

Studiet av den ytre strukturen til kromosomene til enhver eukaryot art består av å analysere formen, størrelsen og antallet av kromosomene den har. Den beste tiden å gjennomføre denne studien er vanligvis når kromosomene har nådd sin maksimale grad av sammentrekning og har perfekt definerte kanter. Dette øyeblikket er vanligvis den mitotiske metafasen . Studiet av den ytre strukturen til kromosomene kulminerer med å oppnå karyotypen . [ 1 ]

Kromosomer kan studeres til forskjellige tider avhengig av art og avhengig av målene som er satt. Noen arter har kromosomer som kan observeres i stor detalj i interfase , slik er tilfellet med Drosophila melanogaster , som har gigantiske polytenkromosomer som er observert i spyttkjertlene til nevnte insekt, og Chironomus tentans , en annen Diptera. Karyotypen lages vanligvis etter passende forbehandling og farging av cellene, for å gjøre de enkelte kromosomene mer synlige. Det forenklede diagrammet over metafasekromosomene til karyotypen kalles et idiogram , som er konstruert med det genomiske tallet .

For å gjennomføre rekkefølgen av kromosomene i både karyotyper og idiogrammer, må kromosomstørrelsen tas i betraktning (plassert fra størst til minste, med den korte armen «bc» eller «p» oppover og den lange armen «bl» eller « q "ned); posisjonen til sentromeren (vanligvis justert) og tilstedeværelse av sekundære og satellittinnsnevringer. [ 1 ]

Konstans av kromosomnummer

Kromosomtall hos
forskjellige arter
Arter antall
kromosomer
Myrmecia pilosula maur , hann 1
Myrmecia pilosula maur , hunn to
Fruktflue ( Drosophila melanogaster ) 8
Rug ( Secale cereal ) 14
Snegl ( Helix ) 24
Katt ( Felis silvestris catus ) 38
Gris ( Sus scrofa ) 38
Mus ( Mus musculus ) 40
Hvete ( Triticum aestivum ) 42
Rotte ( Rattus rattus ) 42
Kanin ( Oryctolagus cuniculus ) 44
Hare ( Lepus europaeus ) 46
Menneske ( Homo sapiens sapiens ) 46
Sjimpanse ( Pan troglodytes ) 48
Potet , potet ( Solanum tuberosum ) 48
Sau ( Ovis aries ) 54
Ku ( Bos taurus ) 60
Ass ( Equus asinus ) 62
Muldyr ( Equus mulus ) 63 (steril)
Hest ( Equus caballus ) 64
Kamel ( Camelus bactrianus ) 74
Flamme ( Lama glama ) 74
Hund ( Canis lupus familiaris ) 78
Høne ( Gallus gallus ) 78
Pigeon Columbia livia 80
Mandarin diamant ( Taeniopygia guttata ) 72 [ 61 ]
Carassius auratus fisk 94
Equisetum arvense Equisetum arvense 216
Sommerfugl 380
Fern Ophioglussum reticulatum 1260
Protozoer Aulacantha scolymantha 1600

Dyre- og plantearter har vanligvis et konstant og bestemt antall kromosomer som utgjør deres karyotype (loven om numerisk konstans av kromosomer), selv om det er arter med høy karyotypisk variasjon, ikke bare i antall, men også i form og størrelse på kromosomer.

Kromosomnummeret til en diploid art (eller livsstadium) er identifisert som 2n mens dette tallet i en haploid art (eller livsstadium) identifiseres med bokstaven n . I de artene som presenterer et gjentatt antall kromosomer større enn to komplementer, snakker vi om polyploidy , multiplumet er representert foran bokstaven n . Altså: 3n vil indikere et triploid kromosomkomplement, 4n et tetraploid, etc. Dette er alle situasjoner med euploidi . Med indikasjonen x ønsker vi å uttrykke det grunnleggende antallet kromosomer av en art som presenterer individer med forskjellig grad av ploiditet eller det av en fylogenetisk linje hvorfra forskjellige taxa har nådd varierte aneuploide situasjoner, i dette tilfellet er kromosomtallet et variasjon av det opprinnelige tallet med økning eller reduksjon av grunntallet, på grunn av tap, fusjon eller deling av kromosomer (f.eks. n+1 eller n-1). Et eksempel på denne unormale situasjonen finnes hos individer av den menneskelige arten som presenterer det såkalte Downs syndrom , en situasjon med aneuploidi (2n=47) på grunn av tilstedeværelsen av en kopi mer enn vanlig av kromosom 21 (trisomi).

Antallet 2n-kromosomer varierer mye fra art til art, og det er ingen sammenheng mellom antall kromosomer og deres kompleksitet: det finnes plantearter med få kromosomer som Haplopappus gracilis (2n=4), Crepis capillaris (2n=6) og Secale cereale (2n=14), plantearter med mange kromosomer som Triticum aestivum (2n=42) og plantearter med mange kromosomer som Ophioglossum petiolatum (n >500). Noe lignende skjer hos dyr, det er arter med få kromosomer som den australske mauren Myrmecia pilosula hvis hanner har ett kromosom (2n=1) og hunnene to kromosomer (2n=2), arter med mange kromosomer som mennesket Homo sapiens ( 2n= 46) og arter med mange kromosomer som Lepidoptera Lysandra atlantica (2n=434-466). Det er ingen sammenheng mellom antall 2n-kromosomer og evolusjonær kompleksitet, og heller ikke mellom antall kromosomer og mengden DNA. Et tydelig eksempel på denne situasjonen er hjorten av slekten Muntiacus , der det er svært like arter (kalt tvillingarter ), en med 2n=6 ( M. muntjak ) og en annen med 2n=46 ( M. reevesi ) . [ 63 ] ]

Kjønnskromosomer

I mange organismer er ett av parene av homologe kromosomer forskjellig fra resten, og bestemmer kjønnet til individet. Disse kromosomene kalles kjønnskromosomer eller heterokromosomer og til og med gonosomer, fordi de bestemmer kjønn .

  • XY-bestemmelsessystem : det er typisk for mennesket og mange andre dyr. Hunnene , som er XX, vil gi like kjønnsceller med kromosom X , homogametisk kjønn, og hannene, som er XY, vil gi to typer kjønnsceller, en med X-kromosom og den andre med Y-kromosom . Sannsynligheten for at det ved befruktning , når gametene forenes, resulterer i en XX (hunn) eller XY (mannlig) kombinasjon er omtrent 50 %.
  • ZW-bestemmelsessystem : hos andre arter (f.eks. sommerfugler og fugler) skjer det motsatte, hannkjønnet er homogametisk (ZZ) og hunnkjønnet heterogametisk (ZW).
  • XO-bestemmelsessystem : Hos andre arter (fisk, insekter, amfibier, etc.) som ikke har Y-kromosomet, bestemmes kjønn av antall X-kromosomer, hann XO og hunn XX.

Form på kromosomer

Formen på kromosomene er konstant og karakteristisk for hver art for alle somatiske celler. Formen avhenger grunnleggende av innsnevringene som kromosomet presenterer og dets plassering i kromatidet.

Kromosomet består i utgangspunktet av sentromeren som deler kromosomet i en kort arm eller p-arm og en lang arm eller q-arm . Noen kromosomer har satellitter på den korte armen.

I henhold til posisjonen til sentromeren er kromosomer klassifisert i:

metasentrisk Sentromeren er plassert i midten av kromosomet og de to armene er like lange. Submetasentrisk Lengden på den ene armen på kromosomet er noe større enn på den andre. Akrosentrisk Den ene armen er veldig kort (p) og den andre lang (q). Telosentrisk Bare én arm av kromosomet er synlig da sentromeren er på slutten.

Gonosomparet eller kjønnskromosomene består av et X-kromosom (median submetasentrisk) og et Y-kromosom som anses som akrosentrisk uten satellitter, selv om det i noen anmeldelser av litteraturen omtales som submetasentrisk.

Kromosomstørrelse

Kromosomer gjennomgår store variasjoner i størrelse gjennom cellesyklusen , fra å være veldig løst komprimert ( interfase ) til å være svært komprimert ( metafase ), av denne grunn blir studier på størrelse vanligvis utført i mitotisk metafase. I tillegg er det nødvendig å ta hensyn til at behandlingene for å farge kromosomene og for å oppnå mitotiske metafaser har en svært viktig innflytelse på størrelsen på kromosomene. Uansett er det generelt mulig å si at det finnes eukaryote arter med store kromosomer og arter med små kromosomer. Monokoter (planter) og amfibier og orthoptera ( dyr) har veldig lange kromosomer (10 til 20 mikron). Tokimblader , alger , sopp og de fleste dyrearter har små kromosomer (mindre enn 5 mikron i lengde). Naturligvis er det noen unntak i eksemplene som er nevnt. Humant kromosom 1 har 0,235 pg DNA, tilsvarende en total DNA-dobbelspirallengde på 7,3 cm, og i mitotisk metafase er den omtrent 0,001 cm lang.

Kromosombånd

Hos noen arter kan kromosompar ikke differensieres tydelig med tanke på kun deres karakteristiske langsgående komponenter; I disse tilfellene må det brukes spesielle cytologiske teknikker for å farge kromosomene, som viser tverrgående "bånd" (mørke og lyse) langs dem, og som tilsvarer de ulike kromatintypene. I en gitt art er disse kromatinvariantene av konstant størrelse og arrangement. De mest brukte kromosombåndingsteknikkene er:

  • Bånding C: det er relativt enkelt, og det er basert på bruken av Giemsa -fargestoffet som farger regioner med konstitutivt heterokromatin, som i planter hovedsakelig er lokalisert i telomere områder, mens det hos dyr finnes i sentromere områder.
  • Banding G, R, Q: dette er teknikker basert på enzymatiske behandlinger som avslører forskjellige mønstre av eukromatinbånd langs kromosomet. Materialet er farget med Giemsa beis (G, R) eller fluorescerende fargestoffer, slik som kinakrin (Q). De er de mest studerte bandene hos dyr og mennesker. I planter er de svært vanskelige å få tak i på grunn av den høye graden av pakking av metafasekromosomene.
  • NOR-bånd: tillater identifikasjon av kromatin med moderat gjentatte sekvenser av rDNA, assosiert med NOR-områdene i kromosomet. Det totale antallet og plasseringen av NOR-regionene er varierende, og det er derfor, som allerede nevnt, i tillegg til sin funksjonelle betydning, den har en karyotypisk verdi. [ 1 ]

Menneskets kromosomer

Mennesker har 23 par kromosomer i sine somatiske celler: 22 autosomer og ett par kjønnskromosomer (to X for kvinner og ett X- og ett Y -kromosom for menn). Den omtrentlige totale størrelsen på det menneskelige genomet er 3,2 milliarder DNA- basepar ( 3200 Mb ) som inneholder rundt 20 000-25 000 gener . [ 65 ] Av de 3.200 Mb tilsvarer ca. 2.950 Mb eukromatin og ca. 250 Mb til heterochromatin . Human Genome Project produserte en referansesekvens av det eukromatiske menneskelige genomet, brukt over hele verden i biomedisinske vitenskaper.

DNA-sekvensen som utgjør det menneskelige genomet koder for informasjonen som er nødvendig for det svært koordinerte og miljømessig tilpasningsdyktige uttrykket av det menneskelige proteomet , det vil si settet av menneskelige proteiner . Det menneskelige genomet har en mye lavere gentetthet enn først forutsagt, med bare omtrent 1,5 % [ 66 ] av lengden som består av proteinkodende eksoner . 70 % består av ekstragent DNA og 30 % av genrelaterte sekvenser. Av det totale ekstragene DNA tilsvarer omtrent 70 % spredte repetisjoner, slik at mer eller mindre halvparten av det menneskelige genomet tilsvarer repeterende DNA-sekvenser. For sin del, av det totale DNA relatert til gener, anslås det at 95% tilsvarer ikke-kodende DNA: pseudogener , genfragmenter, introner , UTR -sekvenser , blant andre. Selv om disse DNA-sekvensene tradisjonelt har blitt betraktet som funksjonsløse regioner av kromosomet, er det data som viser at disse regionene utvikler funksjoner relatert til regulering av genuttrykk.

Tabellen nedenfor viser de menneskelige kromosomene, antall gener som hver har, deres størrelse i basepar og deres morfologi.

Kromosom gener Baser Format
1 4.222 247 199 719 [ 67 ] metasentrisk, stor.
to 2.613 242 751 149 [ 68 ] submetasentrisk, stor.
3 1.859 199 446 827 [ 69 ] metasentrisk, stor.
4 451 191.263.063 [ 70 ] submetasentrisk, stor.
5 617 180 837 866 [ 71 ] submetasentrisk, stor.
6 2.280 170 896 993 [ 72 ] submetasentrisk, medium.
7 2.758 158 821 424 [ 73 ] submetasentrisk, medium.
8 1.288 146 274 826 [ 74 ] submetasentrisk, medium.
9 1924 140 442 298 [ 75 ] submetasentrisk, medium.
10 1.793 131 624 737 [ 76 ] submetasentrisk, medium.
elleve 449 131 130 853 [ 77 ] submetasentrisk, medium.
12 1562 132 289 534 [ 78 ] submetasentrisk, medium.
1. 3 924 114 127 980 [ 79 ] akrosentrisk, middels, med satellitt på sin korte arm.
14 1.803 106 360 585 [ 80 ] akrosentrisk, middels, med satellitt på sin korte arm.
femten 1122 100 114 055 [ 81 ] akrosentrisk, middels, med satellitt på sin korte arm.
16 1098 88 822 254 [ 82 ] submetasentrisk, liten.
17 1576 78 654 742 [ 83 ] submetasentrisk, liten.
18 766 76 117 153 [ 84 ] submetasentrisk, liten.
19 1859 63 806 651 [ 85 ] metasentrisk, liten.
tjue 1012 62 436 224 [ 86 ] metasentrisk, liten.
tjueen 582 46 944 323 [ 87 ] akrosentrisk, liten.
22 1816 49 528 953 [ 88 ] akrosentrisk, liten.
X-kromosom 1850 154 913 754 [ 89 ] submetasentrisk, medium.
Y-kromosom 454 57 741 652 [ 90 ] akrosentrisk, liten.

Studieteknikk

Kromosomer kan visualiseres ved hjelp av lysmikroskopi og spesielle flekker. Prosessen for å oppnå det kromosomale materialet utføres i forskjellige trinn, som inkluderer å skaffe en levende prøve, så og inkubere den, og påfølgende farging og lesing. [ N1 ]

Spesielle typer kromosomer

Det er noen typer kromosomer kun til stede i enkelte celletyper eller i spesifikke populasjoner av en art . Blant dem skiller polytenkromosomer , børstekromosomer , B-kromosomer og isokromosomer seg ut .

Polytene kromosomer

Cellene i spyttkjertlene til insektene av ordenen Diptera har kjerner som er i et permanent grensesnitt. Under veksten og utviklingen av larvene til disse insektene stopper celledelingen i enkelte vev, men cellene fortsetter å vokse på grunn av volumøkning. Denne prosessen skjer for eksempel i malpighian-rørene , i næringscellene i eggstokkene , i tarmepitelet og i cellene i spyttkjertlene. I cellene i disse vevene gjennomgår kromosomene gjentatte runder med duplisering, men uten å skilles, en prosess kjent som endomitose . Dette fører til produksjon av kromosomer som består av flere hundre eller til og med tusenvis av tråder. Under denne prosessen med polytenisering eller polyteny øker kromosomene både i lengde og diameter. Faktisk er lengden på Drosophila -kromosomer i en metafase i størrelsesorden 7,5 μm mens den totale lengden av kromosomer i en spyttkjertelkjerne er omtrent 2000 μm. [ 54 ]​ [ 92 ]

I tillegg til endringen i størrelse, viser polytenkromosomer to andre egenskaper. For det første er homologe kromosomer assosiert med hverandre i hele lengden. Denne tilstanden, kalt somatisk parring , er typisk for mitosen til de fleste Diptera. [ 93 ] Den andre særegne egenskapen er at kromosomene viser et spesielt mønster av tverrgående bånd som består av mørkere områder, kalt bånd , vekslende med lysere områder, kalt mellombånd . Når de observeres under et optisk mikroskop, identifiseres de som vekslende mørke og lyse tverrgående bånd. [ 94 ] Selv om de fleste båndene er kontinuerlige gjennom kromosomet, vises andre som en serie prikker. Denne båndingen er reproduserbar fra kjerne til kjerne, og danner et konsistent mønster slik at kromosomer kan identifiseres og kartlegges gjennom hele lengden. Det er omtrent 5000 bånd og 5000 interbånd totalt i Drosophila melanogaster -genomet . Fordi båndmønsteret som vises av polytenkromosomer er en konstant refleksjon av DNA-sekvensene, fungerer båndene som markører for å lokalisere ulike genetiske trekk (plassering av gener, eller endringer i genomet på grunn av for eksempel kromosomale omorganiseringer). slettinger, båndduplikasjoner , og translokasjoner) [ 95 ] [ 96 ] og har blitt brukt i ulike genetiske og evolusjonære studier. [ 97 ]​ [ 98 ]​ [ 99 ]​ [ 100 ]​ [ 101 ]

I D. melanogaster skilles ikke båndmønsteret i de heterokromatiske områdene som er tilstede i den sentromere regionen til alle kromosomene (n=4). De heterokromatiske områdene er assosiert og danner et kromosenter . Siden to medlemmer av det haploide komplementet til denne arten er metasentriske (kromosom II og III) og to er akrosentriske (kjønnskromosom X eller Y og kromosom IV), fremstår polytenkromosomene i denne arten som fem ulikt armer som stråler ut fra kromosenteret. : en arm som tilsvarer kromosom X, de to armene til kromosom II og de to armene til kromosom III (3L og 3R). I noen tilfeller kan en veldig liten sjette arm som representerer kromosom IV visualiseres. [ 54 ]

Børste kromosomer

Børstekromosomer (også kalt fjærkromosomer ), først observert av Walther Flemming i 1882 i salamander ( Ambystoma mexicanum ) oocytter , [ 103 ] er en av de største kromosomtypene og finnes i oocytter hos de fleste dyr unntatt pattedyr. De finnes under meiosestadiet jeg kalte diploten . Etter denne relativt lange perioden med meiose I, komprimeres børstekromosomene igjen i løpet av metafase I-perioden. De er forbigående strukturer, spesielt bivalente (dvs. to parede kromosomer som hver består av to søsterkromatider). Hvert av de to kromosomene består av to lange tråder som danner mange 'krøller' eller 'løkker', på samme måte som en børste, langs kromosomets lange akse. Disse "krøllene" gjør at DNA kan være tilgjengelig for transkripsjonsprosessen under oocyttmodning. [ 104 ] [ 105 ] Faktisk er tilstedeværelsen av børstekromosomer i en celle en indikator på at transkripsjon av messenger-RNA skjer . [ 106 ]​ [ 107 ]​ [ 108 ]​ Begrepet " lampebørste-kromosom " ble laget av J. Rückert i 1892, [ 109 ]​ som assimilerte formen til disse kromosomene til en børste fra 1800-tallet, ganske tilsvarende det som er foreløpig kalt « piperenser ». [ 106 ]

B-kromosomer

De fleste organismer er vanligvis svært intolerante overfor tilsetning eller tap av kromosomalt materiale, selv i små mengder. Således forårsaker kromosomale endringer som slettinger, duplikasjoner og aneuploidier (overskuddet eller defekten i forhold til det normale kromosomtallet i en gitt art ) hos det berørte individet fra misdannelser til uoverkommelighet på forskjellige utviklingsnivåer. Et unntak fra dette faktum hos mange dyre- og plantearter er imidlertid eksistensen av supernumerære kromosomer eller B-kromosomer. Skillet mellom B-kromosomer og de til det normale komplementet (A-kromosomer) ble først laget av Randolph i 1928. [ 110 ] Generelt har tilbehørskromosomer følgende egenskaper: [ 111 ]

  • de er ikke avgjørende for det normale livet til sine bærere;
  • de er ikke homologe med noen av A-kromosomene, som de sannsynligvis stammer fra;
  • de har generelt uregelmessige og ikke-mendelianske arvesystemer;
  • morfologisk er de vanligvis mindre enn normale komplementkromosomer, heterokromatiske og allosykliske;
  • når det gjelder fordeling, varierer B-kromosomene i frekvens
    • innenfor populasjoner av samme art (for eksempel i gresshoppen Myrmeleotettix maculatus har B-kromosomer bare blitt funnet i den sørlige delen av Storbritannia, og forekommer verken i andre populasjoner av landet eller i populasjonene i tilstøtende kontinentale land som Frankrike eller Belgia [ 112 ] );
    • innenfor individer av samme befolkning;
    • i celler fra den samme organismen (for eksempel i Aegilops mutica og Aegilops speltoides er B-ene bare tilstede i forskjellige luftdeler av plantene, slik som hypokotyler og topper, og ikke i røttene; [ 113 ]
  • de mangler generelt store gener, [ 114 ][114 ] har ingen kvalitativ effekt på fenotypen [ 112 ] , og er skadelige for individer som bærer dem i stort antall. [ 111 ]

Imidlertid integrerer begrepet "B-kromosom" et heterogent sett med kromosomer, som varierer både i oppførsel og i form og størrelse, så generaliseringer må gjøres med forsiktighet.

Isokromosomer

Et isokromosom er et unormalt metasentrisk kromosom som har sin opprinnelse under meiose eller mitose når deling av sentromeren skjer langs det horisontale snarere enn vertikale planet. Som en konsekvens går en av armene til det opprinnelige kromosomet tapt, og armene til det resulterende isokromosomet er genetisk identiske med hverandre, men omvendt. [ 1 ]

Hos mennesker er isokromosomer assosiert med visse sykdommer. Således finnes de for eksempel hos noen jenter med Turners syndrom , hos pasienter med Pallister-Killian syndrom og i noen svulster . Isokromosom "17q" (det vil si isokromosomet som består av to lange armer av kromosom 17 og som har mistet den korte armen) og isokromosom "14q" er assosiert med visse typer leukemi. [ 115 ] [ 116 ] I tillegg kan individer som bærer isokromosomer få avkom med høyere kromosomtall enn normalt. [ 117 ]

Kromosomet i prokaryote organismer

Prokaryoter, bakterier og archaea har vanligvis et enkelt sirkulært kromosom, selv om det er noen variasjoner til denne regelen. [ 118 ] Bakteriekromosomet kan variere i størrelse fra 160.000 basepar (som i endosymbiont Carsonella ruddii , [ 119 ] til 12.200.000 basepar i jordbakterien Sorangium cellulosum . [ 120 ]

Bakterier har vanligvis et enkelt punkt på kromosomet som duplisering starter fra, mens noen arkea har flere startsteder for duplisering. [ 121 ] På den annen side er genene til prokaryoter organisert i operoner og inneholder ikke introner.

Prokaryoter har ikke en ekte kjerne, i stedet er deres DNA organisert i en struktur kalt en nukleoid . [ 122 ] Nukleoiden er en særegen struktur og okkuperer et definert område i bakteriecellen. Denne strukturen er svært dynamisk og opprettholdes og ombygges gjennom virkningen av histonlignende proteiner, som assosieres med det bakterielle kromosomet. [ 123 ] I archaea er DNAet i kromosomet enda mer organisert, med DNA pakket i strukturer som ligner på eukaryote nukleosomer. [ 124 ]​ [ 125 ]

Kunstige kromosomer

Kunstige kromosomer er kromosomer som har blitt manipulert gjennom genteknologiske verktøy slik at de presenterer presise strukturer som tillater deres integrering, varighet og duplisering i visse organismer. [ 126 ] The Yeast Artificial Chromosome eller YAC ( Yeast Artificial Chromosome ) er en type høykapasitets kloningsvektor  som faktisk er den høyeste kapasiteten (200 kb til 3000 kb). De ble først beskrevet i 1983 . [ 127 ] Det er en vektor som etterligner egenskapene til et normalt gjærkromosom , ettersom det bærer en sentromer og terminale telomerer. Dette gjør at DNA-sekvenser på opptil en million basepar eller mer kan klones (dvs. multipliseres) i gjær , og oppfører seg som et kromosom av selve gjæren. De brukes i konstruksjonen av genomiske biblioteker , og bruken deres var svært utbredt i de første årene av Human Genome Project . [ 128 ] Imidlertid er de mer ustabile enn andre vektorer, som BAC ( bakterielt kunstig kromosom ) , som har kommet til å dominere. [ 129 ] Sistnevnte er også kloningsvektorer som brukes til å klone DNA- fragmenter på 100 til 300 kb store i bakterien Escherichia coli . Strukturen er analog med den til F-faktor- plasmidet som finnes naturlig i den bakteriearten.

Se også

Notater

  1. Trinnene for å utføre studiet av menneskelige kromosomer ved hjelp av konvensjonelle teknikker er som følger: [ 91 ]
    1. Innhenting av prøven : den utføres utelukkende fra levende vev som inneholder celler med en kjerne. Hvite blodlegemer som finnes i blodet brukes hovedsakelig på grunn av deres lett tilgjengelighet.
    2. Såing : som gjøres ved å tilsette omtrent 1 milliliter heparinisert fullblod til et kulturmedium beriket med føtalt bovint serum, antibiotika og mitogener, som vil stimulere cellevekst og deling.
    3. Inkubasjon : holdes ved 38 °C med 5 % CO 2 atmosfære og fuktighet i 72 timer.
    4. Innhøsting : Kolkisin tilsettes til prøven for å stoppe metafasemitose , deretter sentrifugeres blandingen for å fjerne supernatanten (blodserum og kulturmedium). Hypotonisk kaliumkloridløsning tilsettes for å bryte cellemembranene og for å fullføre høstingstrinnet utføres 3 vaskinger med en løsning av metanol og eddiksyre .
    5. Drypp : etter vask, ved hjelp av sentrifugering, oppnås en hvit celleknapp, som er suspendert i den samme fikseringsløsningen av metanol og eddiksyre og dryppes på et objektglass noen få centimeter unna, det vil si med det formål å "sprekke" cellene og få kromosomene.
    6. Aldring : i dette trinnet forventes prøven å miste fuktighet. Varme kan påføres objektglasset for å dehydrere prøven.
    7. Flekker – Det er mange typer flekker å se på kromosomer. Den mest brukte er Giemsa - farging , kjent som GTG-båndteknikken. I dette tilfellet eksponeres objektglassprøven for trypsin , for å denaturere noen av de inngående proteinene i kromosomene. Deretter farges de med to fargestoffer, Giemsa og Wright, i noen laboratorier kan et enkelt fargestoff brukes, men bruken av begge forbedrer kvaliteten på resultatet, siden det letter analysen under mikroskopet for cytogenetikeren, og skaper en farge kontrast i båndene som ble dannet ved å bruke trypsin. Ved hjelp av disse båndene kan vi skille kjennetegnene til et kromosom og bestemme om det er normalt eller har en strukturell abnormitet. Det finnes andre fargeteknikker, som NOR-bånd, ICH, Q-bånd, R-bånd, teknikker for å farge sentromer og heterokromatin. Med denne typen teknikker kan en cytogenetisk diagnose av en kromosomsykdom stilles.
    8. Lesing : det siste trinnet består i å observere minst 20 metafaseplater og danne en karyotype eller karyogram, hvor kromosomene er ordnet i grupper etter størrelsen og plasseringen av sentromeren.

Referanser

  1. a b c d e Det landbruksvitenskapelige fakultet. National University of Cordoba (Argentina). Genetikk . Kapittel 2. Kromosomstørrelse og form. Karyotype. [1]
  2. Nägeli, C. "Memoir om kjernene, dannelsen og veksten av vegetabilske celler" (A. Henfrey, trans.). I: C. og J. Adlard, red., Reports and Papers on Botany . London: The Ray Society, 1846.
  3. Daintith, John, et al. , (red), Biographical Encyclopedia of Scientists , andre utgave. Bristol, Storbritannia: Institute of Physics Publishing, 1994.
  4. ^ Flemming, W. 1882. Zell-substanz, Kern und Zelltheilung ( Cytoplasma, kjerne og celledeling ).
  5. Olins, DE; Olins, AL (2003), "Chromatin history: our view from the bridge" , Nature Reviews Molecular Cell Biology 4 (10): 809-13, arkivert fra originalen 2006-09-10 , hentet 2008-12-14 .  
  6. Kråke, EW; Crow, JF (2002), "100 år siden: Walter Sutton og kromosomteorien om arvelighet" , Genetikk 160 (1): 1-4  .
  7. Satzinger, Helga (2008), "Theodor og Marcella Boveri: kromosomer og cytoplasma i arv og utvikling" , Nature Reviews Genetics 9 (3): 231, doi : 10.1038/nrg2311  .
  8. Morgan, Thomas Hunt, "Kromosomer og arvelighet." The American Naturalist , 44(524):449-496, 1910.
  9. Gonzalo Claros, M. History of Biology (V): Den kjemiske naturen til DNA (til den første tredjedelen av det 20. århundre) . Internett-utgave av magasinet Encuentros en la Biología , publisert i Det naturvitenskapelige fakultet ved University of Malaga. ISSN 1134-8496
  10. ^ Levene, P. (1919). "Strukturen til gjærnukleinsyre" . J Biol Chem 40 (2): 415-24. 
  11. ^ a b Kornberg, RD; Lorch, Y. (1999), "Twenty-Five Years of the Nucleosome, Fundamental Particle of the Eukaryote Chromosome" , Celle 98 : 285-294, doi : 10.1016/S0092-8674(00)81958-3 , arkivert fra originalen. 22. juni 2010 , hentet 6. desember 2008  .
  12. a b Fakultet for veterinærvitenskap. Det nasjonale universitetet i La Plata. KROMOSOMORFOLOGI - KARYOTYPE .
  13. ^ Isenberg, I. (1979), "Histones", Annual Reviews in Biochemistry 48 (1): 159-191, doi : 10.1146/annurev.bi.48.070179.001111  .
  14. Grunstein, M. (1990), "Histone Function in Transcription", Annual Reviews in Cell Biology 6 (1): 643-676, doi : 10.1146/annurev.cb.06.110190.003235  .
  15. ^ Kedes, LH (1979), "Histone Genes and Histone Messengers", Annual Reviews in Biochemistry 48 (1): 837-870, doi : 10.1146/annurev.bi.48.070179.004201  .
  16. a b Klug, A., Rhodes, D., Smith, J., Finch, JT, Thomas, JO "En lavoppløsningsstruktur for histonkjernen til nukleosomet." Natur . 1980 9. oktober;287(5782):509-516.
  17. Klug, A. & LC Lutter. 1981. "DNA's heliske periodisitet på nukleosomet" . Nucleic Acids Res . 11. september; 9(17): 4267-4283.
  18. Klug, A. & LC Lutter. 1981. "Dnas spiralformede periodisitet på nukleosomet." Nucleic Acids Res . 11. september; 9(17): 4267-4283.
  19. abc Hock , R .; Furusawa, T.; Ueda, T.; Bustin, M. (2007), "HMG chromosomal proteins in development and disease" , Trends in Cell Biology 17 (2): 72-79, doi : 10.1016/j.tcb.2006.12.001  .
  20. abc Bustin , M. (1999), "Regulering av DNA-avhengige aktiviteter av funksjonsmotivene til høymobilitetsgruppens kromosomale proteiner" , Molecular and Cellular Biology 19 (8): 5237-5246 .  
  21. ^ Kornberg, Roger D. (1974), "Chromatin Structure: A Repeating Unit of Histones and DNA" , Science 184 (4139): 868-871, PMID  4825889 , doi : 10.1126/science.184.4139.86  .
  22. a b Woodcock, CL; Dimitrov, S. (2001), "Struktur av høyere orden av kromatin og kromosomer" , Current Opinion in Genetics & Development 11 (2): 130-135  .
  23. Li, gjengen; Sudlow, Gail; Belmont, Andrew S. (1998), "Interphase Cell Cycle Dynamics of a Late-Replicating, Heterochromatic Homogeneously Staining Region: Precise Choreography of Condensation/Decondensation and Nuclear Positioning" , The Journal of Cell Biology 140 (5): 975-989, PMID  9490713 , doi : 10.1083/jcb.140.5.975  .
  24. a b Paulson, JR; Laemmli, Storbritannia (1977), "The structure of histon-depleted metaphase chromosomes" , Celle 12 (3): 817-28, doi : 10.1016/0092-8674(77)90280-X  . ( brutt lenke tilgjengelig på Internet Archive ; se historikk , første og siste versjon ).
  25. ^ Earnshaw, W.C.; Halligan, B.; Cooke, CA; Pokker, M.M.; Liu, LF (1985), "Topoisomerase II er en strukturell komponent av mitotiske kromosomstillaser" , The Journal of Cell Biology 100 (5): 1706-1715, PMID  2985625 , doi : 10.1010/0.5  .
  26. Gasser, SM; Laroche, T.; Falquet, J.; Tour, E.; Laemmli, Storbritannia (1986), "Metafase kromosomstruktur involvering av topoisomerase II", J. Mol. Biol 188 :613-629, doi : 10.1016/S0022-2836(86)80010-9  .
  27. abc Christensen , Morten O.; Larsen, Morten K.; Barthelmes, Hans Ullrich; Hock, Robert; Andersen, Claus L.; Kjeldsen, Eigil; Knudsen, Birgitta R.; Westergaard, Ole; Boege, Fritz; Mielke, Christian (2002), "Dynamics of human DNA topoisomerases II{alpha} and II{beta} in living cells" , The Journal of Cell Biology 157 (1): 31-44, PMID  11927602 , doi : 10.1083/jcb. 200112023  .
  28. Maeshima, K.; Laemmli, Storbritannia (2003), "A Two-Step Scaffolding Model for Mitotic Chromosome Assembly" , Developmental Cell 4 (4): 467-480, doi : 10.1016/S1534-5807(03)00092-3  .
  29. Tavormina, Penny A.; Spis, Marie-George; Hudson, Joanna R.; Mo, Yin-Yuan; Beck, William T.; Gorbsky, Gary J. (2002), "Rask utveksling av pattedyrtopoisomerase II{alpha} ved kinetokorer og kromosomarmer i mitose" , The Journal of Cell Biology 158 (1): 23-29, PMID  12105179 , doi : 3/jc00. .200202053  .
  30. Mirkovitch, J.; Mirault, ME; Laemmli, UK (1984), "Organisering av høyere-ordens kromatinsløyfe: spesifikke DNA-festesteder på kjernefysisk stillas" , Celle 39 (1): 223-32, doi : 10.1016/0092-8674(84)90208-3  .
  31. Hart, CM; Laemmli, Storbritannia (1998), "Facilitation of chromatin dynamics by SARs" , Current Opinion in Genetics & Development 8 (5): 519-525, doi : 10.1016/S0959-437X(98)80005-1 , fra originalarkivet 24. april 2009 , hentet 10. desember 2008  .
  32. Swedlow, JR; Hirano, T. (2003), "The Making of the Mitotic Chromosome: Modern Insights into Classical Questions" , Molecular Cell 11 (3): 557-569, doi : 10.1016/S1097-2765(03)00103-5  . ( brutt lenke tilgjengelig på Internet Archive ; se historikk , første og siste versjon ).
  33. Poirier, MG; Eroglu, S.; Marko, JF (2002), "The Bending Rigidity of Mitotic Chromosomes" , Molecular Biology of the Cell : 10804011  .
  34. Poirier, MG; Marko, JF (2002), "Mitotiske kromosomer er kromatinnettverk uten et mekanisk sammenhengende proteinstillas" , Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99 : 15393-15397  .
  35. ^ Lewis, CD; Laemmli, Storbritannia (1982), "Høyere ordens metafase-kromosomstruktur: bevis for metalloprotein-interaksjoner" , Cell 29 (1): 171-81, doi : 10.1016/0092-8674(82)90101-5  .
  36. a b Hirano, T.; Mitchison, TJ (1994), "A heterodimeric coiled-coil protein required for mitotisk kromosomkondensasjon in vitro" , Cell 79 (3): 449-58, doi : 10.1016/0092-8674(94)90254-2  .
  37. Hirano, M.; Kobayashi, R. (1997), "Condensins, Chromosome Condensation Protein Complexes Containing Xcap-c, Xcap-e and a Xenopus..." , Cell 89 (4): 511-521  .
  38. a b Vernos, I.; Raats, J.; Hirano, T.; Heasman, J.; Karsenti, E.; Wylie, C. (1995), "Xklp 1, A Chromosomal Xenopus Kinesin-like Protein Essential for Spindle Organization and Chromosome…" , Celle 81 (1): 117-127  .
  39. MacHado, C.; Sunkel, CE; Andrew, DJ (1998), "Human Autoantibodies Reveal Titin as a Chromosomal Protein" , The Journal of Cell Biology 141 (2): 321-333  .
  40. MacHado, C.; Andrew, DJ (2000), "D-Titin et gigantisk protein med doble roller i kromosomer og muskler" , The Journal of Cell Biology 151 (3): 639-652  .
  41. Clemson, CM (1996), "X-kromosom i interfase: bevis for et nytt RNA involvert i kjernefysisk/kromosomstruktur" , The Journal of Cell Biology 132 (3): 259-275  .
  42. ^ Elgin, SCR (1996), "Heterochromatin og genregulering i Drosophila" , Current Opinion in Genetics & Development 6 (2): 193-202  .
  43. ^ Lewis, EB (1950), "Fenomenet med posisjonseffekt" , Adv Genet 3 : 73-115, doi : 10.1016/S0065-2660(08)60083-8  .
  44. ^ Heitz, E. (1928), "Das heterochromatin der moose", Jahrb. Wiss. Botanik 69 : 762-818  .
  45. a b Grewal, SIS; Rice, JC (2004), "Regulation of heterochromatin by histone methylation and small RNAs" , Current Opinion in Cell Biology 16 (3): 230-238, doi : 10.1016/j.ceb.2004.04.002 , arkivert fra originalen 29. juni 2010  .
  46. a b Volpe, Thomas A.; Kidner, Catherine; Hall, Ira M.; Teng, Grace; Grewal, Shiv IS; Martienssen, Robert A. (2002), "Regulation of Heterochromatic Silencing and Histon H3 Lysine-9 Methylation by RNAi" , Science 297 (5588): 1833-1837, PMID  12193640 , doi : 10.1076/science  . ( brutt lenke tilgjengelig på Internet Archive ; se historikk , første og siste versjon ).
  47. Lachner, M.; O'Sullivan, R.J.; Jenuwein, T. (2003), "An epigenetic road map for histon lysine methylation" , Journal of Cell Science 116 : 2117-2124, doi : 10.1242/10.1242/jcs.00493  .
  48. ^ Hennig, W. (1999), "Heterochromatin" , Chromosoma 108 (1): 1-9, doi : 10.1007/s004120050346  .
  49. ^ Craig, JM (2005), "Heterochromatin-many flavours, common themes" , BioEssays 27 (1): 17-28, doi : 10.1002/bies.20145 , arkivert fra originalen 2011-08-16 desember , hentet 2008  .
  50. Fitzgerald-hayes, M.; Clarke, L.; Carbon, J. (1982), "Nukleotidsekvenssammenligninger og funksjonell analyse av gjærsentromer-DNAer" , Cell 29 (1): 235-44, doi : 10.1016/0092-8674(82)90108-8  .
  51. Choo, K.H.A. (1997), Sentromeren  .
  52. Meluh, PB; Yang, P.; Glowczewski, L.; Koshland, D.; Smith, MM (1998), "Cse 4P er en komponent av kjernesentromeren til Saccharomyces Cerevisiae" , Cell 94 (5): 607-613  .
  53. Kurenova, EV; Mason, JM (1997), «Telomere-funksjoner. A review» , Biochemistry (Mosc) 62 (11): 1242-53  .
  54. a b c Panzera, F., Rubén Pérez og Yanina Panzera. Kromosomal identifikasjon, karyotype . Fakultet for veterinærvitenskap, National University of La Plata.
  55. Saccone, S.; Frederick, C.; Andreozzi, L.; D'Antoni, S.; Bernardi, G.; Molecolare, E.; Zoologica, S.; Slota, E. et al. (2002), "Kromosomstruktur" , Kromosomforskning 10 (1): 1-50, arkivert fra originalen 2011-07-22 . 
  56. Bernardi, G. (1989), "The Isochore Organization of the Human Genome", Annual Reviews in Genetics 23 (1): 637-659, doi : 10.1146/annurev.ge.23.120189.003225  .
  57. Saccone, S.; Bernardi, G. (2001), "Human chromosomal banding by in situ hybridization of isochores" , Methods in Cell Science 23 (1): 7-15, doi : 10.1023/A:1013173011458  .
  58. Bernardi, G. (1995), "The Human Genome: Organization and Evolutionary History", Annual Reviews in Genetics 29 (1): 445-476, doi : 10.1146/annurev.ge.29.120195.002305  .
  59. Costantini, M.; Clay, O.; Auletta, F.; Bernardi, G. (2006), «An isochore map of human chromosomes» , Genome Research 16 (4): 536-541, doi : 10.1101/gr.4910606  .
  60. ^ Bernardi, G. (2000), "Isochores and the evolutionary genomics of vertebrates" , Gene 241 (1): 3-17, doi : 10.1016/S0378-1119(99)00485-0 , arkivert fra originalen 13. oktober 2008 , hentet 13. desember 2008  .
  61. Ensembl
  62. Bendich, Arnold J., Karl Drlica. 2000. "Prokaryote og eukaryote kromosomer: hva er forskjellen?" BioEssays 22: 481-486.
  63. Wurster, Doris H. og Kurt Benirschke. 1970. "Indian Momtjac, Muntiacus muntiak : En hjort med et lavt diploid kromosomnummer." Vitenskap 12. juni 1970: Vol. 168. no. 3937, s. 1364-1366.
  64. International Human Genome Sequencing Consortium (2004). "Avslutte den eukromatiske sekvensen til det menneskelige genomet". Nature 431 (7011): 931-45. PMID 15496913 . [to] 
  65. International Human Genome Sequencing Consortium (2001). "Initial sekvensering og analyse av det menneskelige genomet". Nature 409 (6822): 860-921. PMID 11237011 . [3] 
  66. Sanger-instituttet. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 1. Åpnet 12. desember 2008. [4]
  67. Sanger-instituttet. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 2. Åpnet 12. desember 2008. [5]
  68. Sanger-instituttet. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 3. Åpnet 12. desember 2008. [6]
  69. Sanger-instituttet. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 4. Åpnet 12. desember 2008. [7]
  70. Sanger-instituttet. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 5. Åpnet 12. desember 2008. [8]
  71. Sanger Institute. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 6. Åpnet 12. desember 2008. [9]
  72. Sanger Institute. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 7. Åpnet 12. desember 2008. [10]
  73. Sanger-instituttet. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 8. Åpnet 12. desember 2008. [11]
  74. Sanger Institute. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 9. Åpnet 12. desember 2008. [12]
  75. Sanger Institute. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 10. Åpnet 12. desember 2008. [13]
  76. Sanger-instituttet. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 11. Åpnet 12. desember 2008. [14]
  77. Sanger-instituttet. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 12. Åpnet 12. desember 2008. [15]
  78. Sanger Institute. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 13. Åpnet 12. desember 2008. [16]
  79. Sanger Institute. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 14. Åpnet 12. desember 2008. [17]
  80. Sanger-instituttet. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 15. Åpnet 12. desember 2008. [18]
  81. Sanger-instituttet. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 16. Åpnet 11. januar 2009. [19]
  82. Sanger Institute. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 17. Åpnet 11. januar 2009. [20]
  83. Sanger Institute. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 18. Åpnet 11. januar 2009. [21]
  84. Sanger-instituttet. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 19. Åpnet 11. januar 2009. [22]
  85. Sanger Institute. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 20. Åpnet 11. januar 2009. [23]
  86. Sanger Institute. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 21. Åpnet 11. januar 2009. [24]
  87. Sanger-instituttet. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom 22. Åpnet 11. januar 2009. [25]
  88. Sanger-instituttet. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom X. Åpnet 11. januar 2009. [26]
  89. Sanger Institute. Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. Menneskelig kartvisning. Kromosom Y. Åpnet 11. januar 2009. [27]
  90. Fred og Minho, Cesar. 1999. Human Cytogenetics: A Practice Manual . Praksis 5: Dyrking og preparering av lymfocytter for kromosomanalyse . Laboratoriet for molekylær genetikk og human cytogenetikk, Institutt for biologiske vitenskaper, Det eksakte og naturvitenskapelige fakultet og Det medisinske fakultet. Det pavelige katolske universitetet i Ecuador.
  91. ^ Ashburner, M. (1970), "Funksjon og struktur av polytenkromosomer under insektutvikling" , Adv Insect Physiol 7 (1): 3S4  .
  92. Rudkin, GT (1972), "Replication in polytene chromosomes" , Results Probl Cell Differ 4 : 59-85  .
  93. G. (1974), "The Relationship Between Genes and Polytene Chromosome Bands", Annual Reviews in Genetics 8 (1): 51-62, doi : 10.1146/annurev.ge.08.120174.000411  .
  94. ^ Lewis, EB (1954), "Theory and Application of a New Method of Detecting Chromosomal Rearrangements in Drosophila", The American Naturalist 88 (841): 225, doi : 10.1086/281833  .
  95. ^ CA (1971), "The Genetic Organization of Chromosomes", Annual Reviews in Genetics 5 (1): 237-256, doi : 10.1146/annurev.ge.05.120171.001321  .
  96. Gunderina, LI; Kiknadze, II; Istomina, A.G.; Gusev, VD; Miroshnichenko, LA (2005), "Divergens av polytenkromosombåndsekvensene som en refleksjon av evolusjonær" , Russian Journal of Genetics 41 (2): 130-137, doi : 10.1007/s11177-005-0036-6  .
  97. Gunderina, LI (2005). "Divergensmønstre for båndsekvenser i forskjellige polytenkromosomarmer reflekterer relativt uavhengig utvikling av forskjellige genomkomponenter." . Russian Journal of Genetics 41 (4) . Hentet 11. desember 2019 . 
  98. Coluzzi, Mario; Sabatini, Adriana; Della Torre, Alessandra; Di Deco, Maria Angela; Petrarca, Vincenzo (2002), "A Polytene Chromosome Analysis of the Anopheles gambiae Species Complex" , Science 298 (5597): 1415-1418, PMID  12364623 , doi : 10.1126/science.907  .
  99. Molto, MD; Frukt, R.; Martínez-Sebastián, MJ (1987), "Båndmønsteret til polytenkromosomer av Drosophila guanche sammenlignet med det til D" , Genetica 75 (1): 55-70, doi : 10.1007/BF00056033  .
  100. Zhao, J.T.; Frommer, M.; Sved, J.A.; Zacharopoulou, A. (1998), "Mitotic and polytene chromosome analysis in the Queensland fruit fly, Bactrocera tryoni (Diptera: Tephritidae)" , Genome 41 : 510-526, doi : 10.1139/gen-41-4-510  . ( brutt lenke tilgjengelig på Internet Archive ; se historikk , første og siste versjon ).
  101. ^ Oscar Hertwig, 1906: Lehrbuch der Entwicklungsgeschichte des Menschen und der Wirbeltiere. Achte Auflage .
  102. ^ Flemming, W. 1882. Zellsubstanz, Kern- und Zelltheilung. Vogel, Leipzig.
  103. Izawa, M.; Allfrey, VG; Mirsky, AE (1963), "The Relationship between RNA Synthesis and Loop Structure in Lampbrush Chromosomes" , Proceedings of the National Academy of Sciences 49 (4): 544-551  .
  104. ^ Callan, HG (1963), "The Nature of Lampbrush Chromosomes" , Int Rev Cytol 15 : 1-34, doi : 10.1016/S0074-7696(08)61114-6  .
  105. a b Macgregor, H. Lampebørstens kromosomer . School of Biosciences, University of Exeter.
  106. Callan, HG (1986), "Lampbrush chromosomes" , Mol Biol Biochem Biophys 36 : 1-252  .
  107. Gall, JG; Murphy, C.; Callan, H.G.; Wu, ZA (1991), "Lampbrush chromosomes" , Methods Cell Biol 36 : 149-66, doi : 10.1016/S0091-679X(08)60276-9  .
  108. ^ Rückert, J. 1892. "Zur Entwicklungsgeschichte des Ovarialeies bei Selachiern." Anath Anz 7: 107-158.
  109. ^ Randolph, L.F. (1928). "Kromosomtall i Zea Mays". L. Cornel1 Agric. Exp. Sta. Memoir 117 . 44 . 
  110. ^ a b Jones, R.N.; Rees, H. (1982), B-kromosomer  . ( brutt lenke tilgjengelig på Internet Archive ; se historikk , første og siste versjon ).
  111. a b Hewitt, GM; East, TM (1978), "Effects of B-chromosomes on development in grasshopper embryos" , Heredity 41 :347-356, doi : 10.1038/hdy.1978.105  .
  112. Cebriá, A., Navarro, ML, Doors, MJ (1994). "Genetisk kontroll av B-kromosomoverføring i Aegilops speltoides (Poaceae)". Am J i Botany 81 (11). 1502-1511 . 
  113. Fox, DP; Hewitt, G.M.; Hall, DJ (1974), "DNA-replikasjon og RNA-transkripsjon av eukromatiske og heterokromatiske kromosomregioner under..." , Chromosoma 45 (1): 43-62, doi : 10.1007/BF00283829  .
  114. Hernandez-Boluda, JC; Cervantes, F.; Coast, D.; Carrio, A.; Montserrat, E. (2000), «Kronisk myeloid leukemi med isokromosom 17q: rapport om 12 tilfeller og gjennomgang av litteraturen» , Leuk Lymphoma 38 (1-2): 83-90  .
  115. Liu, HW; Lie, KW; Chan, LC (1992), "Isochromosome 14 q and leukemi with dysplastic features" , Cancer genetics and cytogenetics 64 (1): 97-98, doi : 10.1016/0165-4608(92)90333-4  .
  116. Kleczkowska, A.; Fryns, J.P.; Buttiens, M.; Bischop, F.; Emmery, L.; Berghe, HV (1986), "Trisomi (18q) og tetrasomi (18p) som følge av isokromosomdannelse", Clinical Genetics 30 (6): 503-508, doi : 10.1111/j.1399-0004.1986.tb019  .
  117. Thanbichler, M., Shapiro, L. (2006). Kromosomorganisering og segregering i bakterier. J. Struct. Biol. 156 (2): 292-303. PMID  16860572 . doi : 10.1016/j.jsb.2006.05.007 . 
  118. ^ Nakabachi, A., Yamashita, A., Toh, H., Ishikawa, H., Dunbar, H., Moran, N., Hattori, M. (2006). "160-kilobase-genomet til den bakterielle endosymbiont Carsonella ". Science 314 (5797): 267. PMID  17038615 . doi : 10.1126/science.1134196 . 
  119. ^ Pradella, S., Hans, A., Spröer, C., Reichenbach, H., Gerth, K., Beyer, S. (2002). "Karakterisering, genomstørrelse og genetisk manipulasjon av myxobakterien Sorangium cellulosum So ce56". Arch Microbiol 178 (6): 484-92. PMID  12420170 . doi : 10.1007/s00203-002-0479-2 . 
  120. Kelman, L.M., Kelman, Z. (2004). "Flere opphav til replikering i archaea". Trender Microbiol. 12 (9):399-401. PMID  15337158 . doi : 10.1016/j.tim.2004.07.001 . 
  121. Thanbichler, M., Wang, SC, Shapiro, L. (2005). "Bakterienukleoiden: en svært organisert og dynamisk struktur". J. Cell. Biochem. 96 (3): 506-21. PMID  15988757 . doi : 10.1002/jcb.20519 . 
  122. Sandman, K., Pereira, SL, Reeve, JN (1998). "Mangfold av prokaryote kromosomale proteiner og opprinnelsen til nukleosomet" . Celle. Mol. Life Sci. 54 (12): 1350-64. PMID  9893710 . doi : 10.1007/s000180050259 . 
  123. Sandman, K., Reeve, JN (2000). "Struktur og funksjonelle forhold mellom arkeale og eukaryale histoner og nukleosomer". Arch. Microbiol. 173 (3): 165-9. PMID  10763747 . doi : 10.1007/s002039900122 . 
  124. Pereira, SL, Grayling, RA, Lurz, R., Reeve, JN (1997). Arkeale nukleosomer . proc. Natl. Acad. Sci. USA 94 (23): 12633-7. PMID  9356501 . doi : 10.1073/pnas.94.23.12633 . 
  125. Basu, J. og Huntington F. Willard. "Kunstige og konstruerte kromosomer: ikke-integrerende vektorer for genterapi." Trends in Molecular Medicine , bind 11, utgave 5, mai 2005, 251-258.
  126. ^ Murray, AW, Szostak, JW (1983): "Konstruksjon av kunstige kromosomer i gjær." Nature 305, 2049-2054.
  127. Larin, Z., Monaco, AP, Lehrach, H. (1991): "Gjær kunstige kromosombiblioteker som inneholder store innsettinger fra mus og menneskelig DNA." Proceedings of the National Academy of Sciences (USA) 88, 4123-4127.
  128. Bellanné-Chantelot, C. et al. (1992): «Kartlegge hele det menneskelige genomet ved å ta fingeravtrykk av kunstige kromosomer fra gjær», Cell 70, 1059-1068.

Bibliografi

  • Adolph, K. (red.) (1988) Kromosomer og kromatin 1-3 Boca Raton FL: CRC Press.
  • Hsu, TC (1979) Human og pattedyr cytogenetikk: et historisk perspektiv . New York: SpringerVerlag.
  • Stewart, A. (1990) "Den funksjonelle organiseringen av kromosomer og kjernen, en spesiell sak." Trender Genet . (6):377-379
  • Price, C.M. (1992) "Centromerer og telomerer." curr. mening Cell Biol . (4): 379-384.
  • Gall, JG (1981) "Kromosomstruktur og C-verdiparadokset." J. Cell Biol . (91):3-14
  • Blackburn, EH, Szostak, JW (1984) "Den molekylære strukturen til sentromerer og telomerer." Annu. Rev Biochem . (53): 163-194.

Eksterne lenker