ქრომოსომა

ქრომოსომა — ცალკეული დნმ-ის მაკრომოლეკულა, რომელიც სტრუქტურულადაა ორგანიზებული და მოთავსებულია უჯრედის ბირთვში.

ადამიანის უჯრედი შეიცავს ქრომოსომის 23 უნიკალურ წყვილს, რაც შეადგენს ადამიანის უჯრედის გენომს.

სომატურ უჯრედთა მემკვიდრეობითობის მატერიალური საფუძვლები

არსებობს არაუჯრედული ფორმების მემკვიდრეობითი სტრუქტურები „ქრომოსომები“ - წარმოდგენილი დნმ-ს ან რნმ-საგან და უჯრედული - პროკარიოტების (ორგანიზმები, რომლებსაც ფორმირებული ბირთვი და ქრომოსომული აპარატი არ გააჩნიათ) - ბაქტერიების, ციანობაქტერიების „ქრომოსომები“, წარმოდგენილი ციტოპლაზმაში თავმოყრილი დნმ-ს მოლეკულებით; მეზოკარიოტების - (სოკოები, ერთიჯრედიანი წყალმცენარეები, ერთუჯრედიანები) „ქრომოსომები“ და ევკარიოტების (მცენარეები, ცხოველები – უმდაბლესი ფორმების ჩათვლით და ადამიანი), რომლებსაც ბირთვში გააჩნიათ დნმ-ს და ცილებისაგან წარმოდგენილი გენეტიკური ინფორმაციის მარეგულირებელი რთული პოლიმერები – ქრომოსომები.

ვირუსის, მიტოქონდრიისა და ქლოროპლასტის ქრომოსომები

ვირუსის ქრომოსომა. ყველა ორგანიზმის, მათ შორის ბაქტერიის, მცენარის, ცხოველთა, ადამიანის ვირუსების „ქრომოსომები“ წარმოდგენილია დნმ-ით ან რნმ-ით. ვირუსს გააჩნია ცილოვანი კომპონენტები, რომლებიც იცავენ ნუკლეისნის მჟავას ფერმენტების მოქმედებისაგან და განაპირობებენ მის შეღწევას ბაქტერიულ ან ევკარიოტულ უჯრედში.

ვირუსის ნუკლეინის მჟავა (დნმ ან რნმ) შეიძლება იყოს ერთ ან ორძაფიანი, ხაზოვანი ან რგოლოვანი. ვირუსთა უმეტესობას გენომში აქვს გენები, რომლებიც ახდენენ სპეციფიკური პოლიმერაზების (რეოლიკაზების) სინთეზს. აღმოჩენილია ე.წ. ვიროიდი (მცირე ზომის რგოლოვანი რნმ-ის მოლეკულა), რომელიც არ შეიცავს სტრუქტურულ გენებს და მოქმედებს როგორც რეგულატორული ელემენტი. ვირუსთა ნუკლეოპროტეიდულ კომპლექსებს კაფსიდი ან ნუკლეოკაფსიდი ჰქვია. მათ ძირითადად სპირალური სტრუქტურა აქვთ ან წარმოქმნიან კუბურ მრავალწახნაგოვან სტრუქტურას იკოსაედს. ვირუსები გასამრავლებლად იყენებენ დასნებოვნებული უჯრედის ნივთიერებათა ცვლის აპარატს, ფერმენტებს.

ბევრი ბაქტერიული, მცენარეული და ცხოველური ვირუსი გამრავლებისას ინფიცირებული უჯრედის ლიზისს იწვევს.

ვირუსის დნმ-ს სხვადასხვა სტრუქტურა აქვს. ყურადღებას იპყრობს ხაზობრივი დნმ-ს მოლეკულათა ბოლოები. როგორც წესი, მათში აღინიშნება ამა თუ იმ სახის ნუკლეოტიდურ თანმიმდევრობათა განმეორებადობა.

მიტოქონდრიის ქრომოსომა. მიტოქონდრიები ევკარიოტულ უჯრედთა ციტოპლაზმაში არსებული ავტონომიური ორგანელებია. ყოველ მათგანს ზოგადი სტრუქტურული თავისებურება აქვს (მატრიქსი, შიდა და გარე მემბრანული სისტემა). მიტოქონდრიებში ხორციელდება აერობული ჟანგვითი პროცესი. ამ დროს ენერგია გარდაიქმნება რეზერვულ მაკროერგულ ნივთიერებათა ენერგიად – ადენოზინტრიფოსფატად (ატფ), რომელიც გროვდება მიტოქონდრიის შიდა მემბრანაზე. ნახშირწყლები, ამინომჟავები და ცხიმები ექვემდებარებიან დაშლას აერობული ჟანგვითი პროცესის შედეგად, რომელიც მიტოქონდრიებში ხორციელდება.

მიტოქონდრიების რაოდენობა და ზომა განსხვავებულია სახეობის, ქსოვილებისა და უჯრედების სპეციფიკიდან გამომდინარე. ძუძუმწოვრების ღვიძლის უჯრედებში 1000-15000 მიტოქონდრიაა.

მიტოქონდრიის დნმ-„ქრომოსომა“ წარმოდგენილია ძირითადად რგოლოვანი დნმ-ს ერთი მოლეკულით, გამონაკლისია ინფუზორიის მიტოქონდრიის „ქრომოსომა“, რომელიც ხაზოვან დნმ-ს წარმოადგენს. რადგან უჯრედში შეიცავს რამდენიმე მიტოქონდრიას, ბუნებრივია, უჯრედში იქნება ბევრი მიტოქონდრიული გენომი - „ქრომოსომა“.

ადამიანის მიტოქონდრიების „ქრომოსომა“ დაახლოებით 16,5 ათას ნუკლეოტიდურ თანმიმდევრობას (კბ) შეიცავს. მიტოქონდრიული დნმ-ს შეფარდება ბირთვის დნმ-თან ადამიანში შეადგენს 1%-ს. მიტოქონდრიები შეიცავენ ყველა კომპონენტს, რომელიც საჭიროა ცილის სინთეზის საწარმოებლად. მიტოქონდიულ „ქრომოსომაში“ არ არის ან მეტად მცირეა არამაკოდირებელი უბნები. ამავე დროს, მიტოქონდრიულ დნმ-ში - „ქომოსომაში“ ტრანსკრიფციას ახორციელებს ორივე ძაფი.

ბირთვული დნმ-საგან განსხვავებით მიტოქონდრიული დნმ-ს აუა ტრიპლეტი აკოდირებს მეთანინს და არა იზოლეიცინს, აგა და აგგ წარმოადგენს გაჩერების ტრიპლეტებს და არ აკოდირებს არგინინს, როგორც ამას აკეთებს ბირთვული დნმ. ადამიანის მიტოქონდრიული რგოლოვანი დნმ - „ქრომოსომა“ შეიცავს 16569 ნ.თ-ს, აკოდირებს რიბოსომულ დნმ-ს (12s და 16s), სს სხვადასხვა სახის სატრანსპორტო რნმ-ს, C ციტოქრომის I, II, III ოქსიდაზებს, B ციტოქრომს.

რაც შეეხება მუტაციათა სიხშირეს, ის გაცილებით მაღალია მიტოქონდრიულ დნმ-ში ბირთვის დნმ-თან შედარებით. ამავე დროს მუტაციათა სიხშირის საშუალებით განისაზღვრა მიტოქონდრიული გენების ფუნქციონირება. ადამიანის უჯრედების მიტოქონდრიათა „ქრომოსომების“ მუტაციების უმეტესობა იწვევს ატფ-ს შემცირებას, რაც არის მიზეზი ზოგიერთი პათოლოგიის გაჩენისა, რომელიც გადადის დედის უჯრედებით და მოიცავს თავის ტვინს, გულის, თირკმელების, ღვიძლის ქსოვილებს და ცენტრალურ ნერვულ სისტემას.

ქლოროპლასტის ქრომოსომა. პლასტიდები მცენარეულ უჯრედთა ორგანელებია. უმაღლეს მცენარეებში ისინი წარმოიშვებიან პროპლასტიდებისაგან – მცირე ზომის სხეულაკებისაგან, რომლებიც ლოკალიზებულია მცენარეთა მერისტემულ ზონებში. პლასტიდები გარშემორტყმულია ორმაგი მემბრანით. პლასტიდების კლასიფიკაციიდან ერთ-ერთია ქლოროპლასტი, რომელიც შეიცავს ქლოროფილს და ახორციელებს ფოტოსინთეზს.

ქლოროპლასტები ძირითადად მოთავსებულია ფოთლებში, გაბნეულია ციტოპლაზმაში, მათი რაოდენობა ვარირებს 1-დან 100-მდე. ქლოროპლასტს აქვს რგოლოვანი დნმ, რომელიც უკავშირდება მემბრანას. ქლოროპლასტის დნმ - „ქრომოსომა“ ძლიერ ემსაგვსება მიტოქონდრიულ დნმ-ს - „ქრომოსომას“.

ქლოროპლასტის გენომი შედარებით დიდი ზომისაა. ზომები მერყეობს – 140 კბ-დან (უმაღლესი მცენარეები) 2000 კბ-მდე (უმდაბლეს ევკარიოტებში). ქლოროპლასტების დნმ-ს სიგრძე 28-63 მკმ შეესაბამება. ქლოროპლასტებში დნმ-ს რაოდენობა უჯრედული დნმ-ს რამდენიმე პროცენტის შეადგენს.

მსგავსად მიტოქონდრიებისა, ქლოროპლასტური მემკვიდრეობითობა ხორციელდება ერთი მშობლის მიერ. ჩჰლამყდომონას-ს შემთხვევაში, რომელსაც ერთადერთი დიდი ქლოროპლასტი აქვს, უჯრედისეული შეჯვარების დროს ქლოროპლასტები ერთდებიან, მაგრამ `მამრობითი სქესის~ დნმ შერწყმიდან 6 საათის შემდგომ იშლება. ასეთ „ერთმშობლიან“ მემკვიდრეობითობაზე კონტროლს აწესებს ბირთვის გენები. რიგ შემთხვევებში ჰეტეროზიგოტ მცენარეებში ვითარდება როგორც ველური ფენოტიპი (ზოგიერთ ქსოვილებში), ასევე მუტანტური ერთ-ერთი მშობლის ფენოტიპი. ამ მოვლენას უწოდებენ სომატურ სეგრეგაციას, რომელიც განსხვავდება ბირთვული მემკვიდრეობისაგან. რეკომბინანტების არსებობა ქლოროპლასტებში ბევრჯერ უფრო ნაკლებია ვიდრე მიტოქონდრიებში.

ბოლოს შეიძლება გავაკეთოთ დასკვნა: ქლოროპლასტები მცენარეულ უჯრედთა ორგანელებია. მათი დნმ „ქრომოსომა“ რგოლოვანია და უკავშირდება მემბრანას. ქლოროპლასტებში დნმ-ს „ქრომოსომის“ ასლთა ოდენობა კორელირებს ბირთვის დნმ-ს პლოიდობასთან.