क्रोमोसोम: क्रोमोसोम के बारे में संरचना, कार्य और अन्य विवरण

क्रोमोसोम: क्रोमोसोम के बारे में संरचना, कार्य और अन्य विवरण!

गुणसूत्र (जीआर, क्रोम = रंग, सोमा = शरीर) छड़ के आकार के, काले दाग वाले शरीर होते हैं जो मिटोसिस के मेटाफ़ेज़ चरण के दौरान दिखाई देते हैं जब कोशिकाओं को एक उपयुक्त मूल डाई के साथ दाग दिया जाता है और एक प्रकाश माइक्रोस्कोप के नीचे देखा जाता है। क्रोमोसोम को पहली बार स्ट्रैसबर्गर (1815) द्वारा वर्णित किया गया था, और 'क्रोमोसोम' शब्द का पहली बार इस्तेमाल वाल्डेयर ने 1888 में किया था।

बाद के अध्ययनों से स्पष्ट रूप से पता चला है कि क्रोमोसोम क्रोमोनेमेटा नाम के पतले क्रोमैटिन धागे से बने होते हैं, जो प्रोफ़ेज़ के दौरान कोइलिंग और सुपरकोलिंग से गुजरते हैं ताकि क्रोमोसोम उत्तरोत्तर अधिक मोटा और छोटा हो जाए, और प्रकाश माइक्रोस्कोप के तहत आसानी से अवलोकन हो सके।

गुणसूत्र संख्या:

किसी विशेष प्रजाति के लिए गुणसूत्रों की संख्या स्थिर होती है। इसलिए, प्रजातियों के फीलोगेनी और टैक्सोनॉमी के निर्धारण में इनका बहुत महत्व है। शुक्राणु और डिंब के रूप में युग्मक कोशिकाओं के गुणसूत्रों की संख्या या सेट को गुणसूत्रों के युग्मक, कम या अगुणित सेट के रूप में जाना जाता है।

गुणसूत्रों के अगुणित सेट को जीनोम के रूप में भी जाना जाता है। अधिकांश जीवों के दैहिक या शरीर की कोशिकाओं में दो अगुणित समूह या जीनोम होते हैं और इन्हें द्विगुणित कोशिकाओं के रूप में जाना जाता है। द्विगुणित कोशिकाएँ लैंगिक प्रजनन में अगुणित नर और मादा युग्मकों के मिलन द्वारा गुणसूत्रों के द्विगुणित समुच्चय को प्राप्त करती हैं।

प्रत्येक दैहिक कोशिका में गुणसूत्रों की संख्या किसी दिए गए प्रजाति के सभी सदस्यों के लिए समान है। सबसे कम गुणसूत्र संख्या वाला जीव नेमाटोड है, एस्केरिस मेगालोसेफालस यूनिवालेंस जो दैहिक कोशिकाओं में केवल दो गुणसूत्र हैं (2n = 2)।

रेडिओलेरियन प्रोटोजोअन में औलाकांथा लगभग 1600 गुणसूत्रों की द्विगुणित संख्या पाई जाती है। पौधों के बीच, क्रोमोसोम संख्या 2 एन = 4 से हाप्लोप्पस ग्रैसिलिस (कम्पोजिट) ​​में 2 एन => 1200 से कुछ पेरीडोफाइट्स में भिन्न होती है। कुछ सामान्य जानवरों और पौधों की गुणसूत्र संख्या नीचे दी गई है:

ऑटोसोम और सेक्स क्रोमोसोम:

एक द्विगुणित कोशिका में प्रत्येक प्रकार के दो गुणसूत्र होते हैं जिन्हें समलिंगी गुणसूत्र के रूप में कहा जाता है, सेक्स गुणसूत्रों को छोड़कर। उदाहरण के लिए, मानव में, 23 जोड़े समलिंगी गुणसूत्र होते हैं (जैसे, 2n = 46)।

मानव नर में 44 गैर-सेक्स गुणसूत्र होते हैं, जिन्हें ऑटोसोम कहा जाता है और हेटेरोमोर्फिक या मॉर्फोलॉजिकली डिसिमिलर सेक्स गुणसूत्रों की एक जोड़ी, यानी एक एक्स गुणसूत्र और एक वाई गुणसूत्र। मानव महिला में 44 गैर-सेक्स गुणसूत्र (ऑटोसोम्स) और एक जोड़ी होमोमोर्फिक (रूपात्मक रूप से समान) सेक्स क्रोमोसोम XX के रूप में नामित हैं।

आकृति विज्ञान:

क्रोमोसोम आकृति विज्ञान कोशिका विभाजन के चरण के साथ बदलता है, और गुणसूत्र रूपक गुणसूत्र गुणसूत्र आकृति विज्ञान पर अध्ययन के लिए सबसे उपयुक्त हैं। माइटोटिक मेटाफ़ेज़ गुणसूत्रों में, निम्न संरचनात्मक विशेषता (क्रोमोमेर को छोड़कर) प्रकाश माइक्रोस्कोप के तहत देखी जा सकती है:

(1) क्रोमैटिड,

(2) क्रोमोनिमा,

(3) क्रोमोमेरेस,

(४) सेंट्रोमियर

(5) माध्यमिक अवरोध या न्यूक्लियर आयोजक,

(६) टेलोमेयर और

(() उपग्रह।

गुणसूत्रों में मान्यता प्राप्त संरचना और क्षेत्र:

संरचनात्मक रूप से, प्रत्येक गुणसूत्र को तीन भागों में विभेदित किया जाता है-

(ए) पेलिकल,

(b) मैट्रिक्स

(c) क्रोमोनेमेटा।

(ए) Pellicle:

यह गुणसूत्र के पदार्थ के आसपास का बाहरी लिफ़ाफ़ा है। यह बहुत पतला होता है और अक्रोमेटिक पदार्थों से बनता है। कुछ वैज्ञानिक डार्लिंगटन (1935) और रिस (1940) ने इसकी उपस्थिति से इनकार किया है।

(बी) मैट्रिक्स:

यह गुणसूत्र का भू-पदार्थ है जिसमें गुणसूत्र होता है। यह नोजेनिक सामग्रियों से भी बनता है।

(ग) क्रोमोनेमेटा:

प्रत्येक गुणसूत्र के मैट्रिक्स में एंबेडेड दो समान होते हैं, सर्पिल रूप से कुंडलित धागे, गुणसूत्र। दो क्रोमोनेमेटा को भी कस कर एक साथ रखा जाता है जो कि लगभग 800A मोटाई के एकल धागे के रूप में दिखाई देते हैं। प्रत्येक गुणसूत्र में लगभग 8 माइक्रोफाइब्रिल होते हैं, जिनमें से प्रत्येक डीएनए के दोहरे हेलिक्स से बनता है।

Chromomeres:

अनुकूल तैयारियों में, छोटे घने द्रव्यमान के रूप में क्रोमोमेर्स क्रोमोनमाटा पर नियमित अंतराल पर देखे जाते हैं। प्रोफ़ेज़ चरण में ये अधिक स्पष्ट होते हैं जब क्रोमोनमेटा कम कुंडलित होते हैं और मेयोटिक प्रोफ़ेज़ के लेप्टोटीन और ज़ायगोटीन चरणों के दौरान सबसे स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं।

आसन्न गुणसूत्रों के बीच के पतले और हल्के दाग वाले हिस्सों को अंतर-क्रोमोमेस कहा जाता है। क्रोमोनेमेटा पर गुणसूत्रों की स्थिति किसी दिए गए गुणसूत्र के लिए स्थिर होती है।

मेयोटिक के युग्मनज के दौरान युग्मन करते समय समरूप गुणसूत्रों को गुणसूत्र में गुणसूत्र युग्मित करते हैं। क्रोमोमार्स कसकर मुड़े हुए डीएनए के क्षेत्र हैं और माना जाता है कि गुणसूत्रों में आनुवंशिक कार्य की इकाइयों के अनुरूप हैं।

chromatid:

Mitotic मेटाफ़ेज़ में प्रत्येक गुणसूत्र में दो सममित संरचनाएं होती हैं जिन्हें क्रोमैटिड कहा जाता है। प्रत्येक क्रोमैटिड में एक एकल डीएनए अणु होता है। दोनों क्रोमैटिड केवल सेंट्रोमियर द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं और एनाफ़ेज़ की शुरुआत में अलग हो जाते हैं, जब क्रोमोसोम की बहन क्रोमैटिड विपरीत ध्रुवों की ओर पलायन करती है।

गुणसूत्रबिंदु:

गुणसूत्र के एक हिस्से को स्थायी के रूप में मान्यता दी जाती है। यह क्रोमोनिमा में एक छोटी संरचना है और एक कसना द्वारा चिह्नित है। इस बिंदु पर दो गुणसूत्र एक साथ जुड़ जाते हैं। इसे सेंट्रोमियर या कीनेटोकोर या प्राथमिक अवरोध के रूप में जाना जाता है। किसी विशेष प्रकार के गुणसूत्र के लिए इसकी स्थिति स्थिर होती है और पहचान की एक विशेषता बनाती है।

पतले इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म वर्गों में, कीनेटोकोर एक त्रिलमिनार संरचना को दर्शाता है, यानी, 10 एनएम मोटी घनी बाहरी प्रोटीन की एक परत, कम घनत्व की एक मध्य परत और एक घनी आंतरिक परत कसकर सेंट्रोमियर से बंधी होती है।

कोशिका विभाजन के दौरान इस क्षेत्र में गुणसूत्र तंतुओं से जुड़े होते हैं। गुणसूत्र का वह हिस्सा जो सेंट्रोमियर के दोनों ओर स्थित होता है, जो हथियारों का प्रतिनिधित्व करता है जो सेंट्रोमियर की स्थिति के आधार पर समान या असमान हो सकता है।

गुणसूत्रों की संख्या के आधार पर, गुणसूत्र हो सकते हैं:

1. एक सेंट्रोमीटर के साथ मोनोक्रैटिक।

2. दो सेंट्रोमीटर के साथ डिसेंट्रिक।

3. लूज़ुला के रूप में दो सेंटीमीटर से अधिक पॉलीसेन्ट्रिक

4. सेंट्रिक के बिना एसेंट्रिक। ऐसे गुणसूत्र गुणसूत्रों के ताजे टूटे हुए खंडों का प्रतिनिधित्व करते हैं जो लंबे समय तक जीवित नहीं रहते हैं।

5. अव्यवस्थित या गैर-स्थित के साथ अप्रत्यक्ष सेंट्रोमियर गुणसूत्र की लंबाई में विसरित होता है।

गुणसूत्र के स्थान के आधार पर गुणसूत्रों को श्रेणीबद्ध किया जाता है:

1. टेलिस्कोपिक रॉड के आकार के क्रोमोसोम हैं, जो सेंट्रोमीटर के साथ टर्मिनल स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं, ताकि क्रोमोसोम में सिर्फ एक हाथ हो।

2. एक्रोकेंट्रिक भी रॉड के आकार के गुणसूत्र होते हैं, जो सेंट्रोमियर के साथ उप-टर्मिनल स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं। एक हाथ बहुत लंबा है और दूसरा बहुत छोटा है।

3. सबमेटेसेन्ट्रिक क्रोमोसोम मध्य बिंदु से थोड़ा दूर सेंट्रोमीटर के साथ होते हैं ताकि दोनों भुजाएँ असमान हों।

4. मेटाकेंट्रिक वी-आकार के गुणसूत्र हैं जिसमें गुणसूत्र गुणसूत्र के बीच में होते हैं ताकि दोनों भुजाएँ लगभग बराबर हों।

Centromere धुरी पर गुणसूत्रों के अभिविन्यास और आंदोलन को नियंत्रित करता है। यह वह बिंदु है जहां गुणसूत्र anaphase के दौरान अलग हो जाते हैं जब बल लगा होता है।

माध्यमिक कसावट या न्यूक्लियर आयोजक:

क्रोमोसोम में प्राथमिक अवरोध या केन्द्रक होने के अलावा गुणसूत्र के किसी भी बिंदु पर द्वितीयक अवरोध होता है। अपनी स्थिति और सीमा में लगातार, ये अवरोध एक सेट में विशेष गुणसूत्रों की पहचान करने में उपयोगी होते हैं।

माध्यमिक अवरोधों को प्राथमिक कसना या सेंट्रोमियर से अलग किया जा सकता है, क्योंकि क्रोमोज़ोम केवल एनाफ़ेज़ के दौरान सेंट्रोमियर की स्थिति में झुकता है। क्रोमोसोम क्षेत्र डिस्टल टू सेकेंडरी कॉन्सटिशन यानी द्वितीयक कॉस्टिक्शन और निकटतम टेलोमेरे के बीच के क्षेत्र को उपग्रह के रूप में जाना जाता है।

इसलिए, द्वितीयक अवरोधों वाले गुणसूत्रों को उपग्रह गुणसूत्र या सत-गुणसूत्र कहा जाता है। जीनोम में संतृप्त गुणसूत्रों की संख्या एक प्रजाति से दूसरे में भिन्न होती है।

न्यूक्लियोलस हमेशा सैट-क्रोमोसोम के द्वितीयक अवरोध से जुड़ा होता है। इसलिए, द्वितीयक अवरोधों को न्यूक्लियोलस आयोजक क्षेत्र (NOR) भी कहा जाता है और संतृप्त गुणसूत्रों को अक्सर न्यूक्लियोलस आयोजक गुणसूत्रों के रूप में जाना जाता है। प्रत्येक संतृप्त गुणसूत्र के NOR में राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए) के लिए जीन कोडिंग की कई सौ प्रतियां होती हैं।

टेलोमेयर:

ये एक गुणसूत्र के विशेष छोर हैं जो शारीरिक भिन्नता और ध्रुवता को प्रदर्शित करते हैं। अपनी ध्रुवता के कारण गुणसूत्र का प्रत्येक छोर अन्य गुणसूत्र खंडों को इसके साथ जुड़े होने से रोकता है। क्रोमोसोमल सिरों को टेलोमेरेस के रूप में जाना जाता है। यदि एक गुणसूत्र टूट जाता है, तो टेलोमेरेस की कमी के कारण टूटे हुए छोर एक दूसरे के साथ फ्यूज हो सकते हैं।

कैरियोटाइप और आइडियोग्राम:

पौधों और जानवरों के एक समूह में एक प्रजाति शामिल होती है जिसमें गुणसूत्रों के एक सेट की विशेषता होती है, जिसमें कुछ विशिष्ट विशेषताएं होती हैं जैसे कि गुणसूत्र संख्या, आकार और व्यक्तिगत गुणसूत्रों का आकार। शब्द कैरटोटाइप को उन विशेषताओं के समूह को दिया गया है जो गुणसूत्रों के एक विशेष समूह की पहचान करते हैं। किसी प्रजाति के करियोटाइप के आरेखीय चित्रण को इडियोग्राम कहा जाता है। आम तौर पर, एक आइडियोग्राम में, जीव के एक अगुणित सेट के गुणसूत्रों को घटते आकार की एक श्रृंखला में आदेश दिया जाता है।

Karyotypes के उपयोग:

1. कभी-कभी विभिन्न समूहों के कैरियोटाइप की तुलना की जाती है और क्रियोटाइप में समानताएं विकासवादी संबंध प्रस्तुत करने के लिए प्रचलित हैं।

2. करियोटाइप किसी जीव की आदिम या उन्नत विशेषता का भी सुझाव देता है। सेट के सबसे छोटे और सबसे बड़े गुणसूत्र के बीच बड़े अंतर को दर्शाने वाला एक करियोटाइप और कम मेटासेंट्रिक गुणसूत्र होने के कारण, असममित कैरियोटाइप कहा जाता है, जिसे सममितीय करारी के साथ तुलना में एक अपेक्षाकृत उन्नत विशेषता माना जाता है, जिसमें सभी मेटाकेंट्रिक गुणसूत्र समान आकार के होते हैं। लेविट्ज़की (1931) ने सुझाव दिया कि फूलों के पौधों में असममित केरीओटाइप्स की ओर एक प्रमुख रुझान है।

गुणसूत्रों की सामग्री:

गुणसूत्रों की सामग्री गुणसूत्र है। बुनियादी रंजक (विशेष रूप से फुलगेन अभिकर्मक) के साथ उनके धुंधला गुणों के आधार पर, निम्न दो प्रकार के क्रोमैटिन को इंटरफेज़ नाभिक में प्रतिष्ठित किया जा सकता है।

1. यूक्रोमैटिन:

गुणसूत्रों के अंश जो हल्के से दागते हैं, केवल आंशिक रूप से घनीभूत होते हैं; इस क्रोमैटिन को यूक्रोमैटिन कहा जाता है। यह अधिकांश क्रोमेटिन का प्रतिनिधित्व करता है जो माइटोसिस के बाद फैलता है। यूक्रोमैटिन में संरचनात्मक जीन होते हैं जो इंटरपेज़ के जी ₁ और एस चरण के दौरान दोहराते हैं और स्थानांतरित होते हैं। इसे आनुवंशिक रूप से सक्रिय क्रोमैटिन माना जाता है, क्योंकि जीन की फेनोटाइप अभिव्यक्ति में इसकी भूमिका होती है। यूक्रोमैटिन में, डीएनए 3 से 8 एनएम फाइबर में पैक पाया जाता है।

2. हेटेरोक्रोमैटिन:

अंधेरे-धुंधला क्षेत्रों में, क्रोमैटिन संघनित अवस्था में रहता है और इसे हेटरोक्रोमैटिन कहा जाता है। 1928 में, हेइट्ज ने इसे गुणसूत्र के उन क्षेत्रों के रूप में परिभाषित किया, जो इंटरफेज़ और शुरुआती प्रोफ़ेज़ के दौरान संघनित रहते हैं और तथाकथित गुणसूत्र बनाते हैं।

हेटेरोक्रोमैटिन को दोहराए जाने वाले डीएनए अनुक्रमों की विशेष रूप से उच्च सामग्री की विशेषता है और इसमें बहुत कम, यदि कोई हो, तो संरचनात्मक जीन। यह देर से प्रतिकृति है (यानी, यह तब दोहराया जाता है जब डीएनए का थोक पहले ही दोहराया जा चुका होता है) और इसे स्थानांतरित नहीं किया जाता है। यह माना जाता है कि हेट्रोक्रोमैटिन में डीएनए कसकर 30 एनएम फाइबर में पैक किया जाता है। अब यह स्थापित किया गया है कि हेट्रोक्रोमैटिक क्षेत्र में जीन निष्क्रिय हैं।

प्रारंभिक और मध्य-प्रोफ़ेज़ चरणों के दौरान, हेट्रोक्रोमैटिक क्षेत्रों को तीन संरचनाओं अर्थात् क्रोमोमार्स, सेंट्रोमीटर और नॉब्स में गठित किया जाता है। Chromomeres सही हेटरोक्रोमैटिन का प्रतिनिधित्व नहीं कर सकते हैं क्योंकि वे स्थानांतरित किए जाते हैं।

सेंट्रोमेरिक क्षेत्रों में हमेशा हेटरोक्रोमैटिन होते हैं; लार ग्रंथियों में, सभी गुणसूत्रों के ये क्षेत्र एक बड़े हेट्रोक्रोमैटिक द्रव्यमान का निर्माण करने के लिए फ्यूज करते हैं, जिन्हें क्रोमोथ्रेयर कहा जाता है। नॉब्स गोलाकार हेट्रोक्रोमैटिन बॉडीज हैं, आमतौर पर संबंधित गुणसूत्रों के व्यास में, कुछ प्रजातियों के कुछ गुणसूत्रों में मौजूद, जैसे।

मक्का; मक्का में पच्चीसी अवस्था में गांठें अधिक स्पष्ट रूप से देखी जा सकती हैं। जहां मौजूद है, knobs मूल्यवान गुणसूत्र मार्कर के रूप में काम करते हैं।

हेटेरोक्रोमैटिन को दो समूहों में वर्गीकृत किया गया है: (i) कांस्टीट्यूशनल और (यह) परिणामी।

(i) कांस्टिक्टिव हेटरोक्रोमैटिन स्थायी रूप से हेट्रोक्रोमैटिक अवस्था में बना रहता है, यानी यह यूक्रोमैटिक स्टेट, जैसे, सेंट्रोमेरिक रीजन में वापस नहीं आता है। इसमें डीएनए के बार-बार अनुक्रम होते हैं, जिसे उपग्रह डीएनए कहा जाता है।

(ii) परिणामी हेटरोक्रोमैटिन अनिवार्य रूप से यूक्रोमैटिन है जो हेट्रोक्रोमैटिनाइजेशन से गुजरा है, जिसमें गुणसूत्र का एक खंड, एक पूरे गुणसूत्र (जैसे मानव महिलाओं के एक एक्स गुणसूत्र और अन्य स्तनधारियों की महिला), या गुणसूत्रों के एक पूरे अगुणित सेट शामिल हो सकते हैं (जैसे, कुछ में) कीड़े, जैसे कि मैला कीड़े)।

रासायनिक संरचना:

क्रोमैटिन डीएनए, आरएनए और प्रोटीन से बना होता है। क्रोमैटिन का प्रोटीन दो प्रकार का होता है: हिस्टोन और नॉन-हिस्टोन। इंटरफ़ेज़ नाभिक से अलग किए गए शुद्ध क्रोमेटिन में लगभग 30-40% डीएनए, 50-65% प्रोटीन और 0.5-10% आरएनए होते हैं: लेकिन एक ही प्रजाति के प्रजातियों और ऊतकों के कारण काफी भिन्नता है।

डीएनए:

किसी प्रजाति के सामान्य दैहिक कोशिकाओं में मौजूद डीएनए की मात्रा उस प्रजाति के लिए स्थिर होती है; इस मान से डीएनए में किसी भी भिन्नता को गुणसूत्र स्तर पर एक ही भिन्नता के साथ सख्ती से सहसंबद्ध किया जाता है। एक प्रजाति के युग्मकों में इसकी दैहिक कोशिकाओं में मौजूद डीएनए की मात्रा का केवल आधा हिस्सा होता है। दैहिक कोशिकाओं में मौजूद डीएनए की मात्रा भी सेल चक्र के चरण पर निर्भर करती है।

प्रोटीन:

गुणसूत्रों से जुड़े प्रोटीन को दो व्यापक समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है: (/) मूल प्रोटीन या हिस्टोन और (ii) गैर-हिस्टोन प्रोटीन।

हिस्टोन कुल क्रोमोसोमल प्रोटीन का लगभग 80% हिस्सा बनता है; वे डीएनए (वजन / वजन) के साथ लगभग 1: 1 अनुपात में मौजूद हैं। उनका आणविक भार 10, 000-30, 000 तक होता है और वे ट्रिप्टोफैन से पूरी तरह से रहित होते हैं। हिस्टोन ईविन (1975) के बाद एच ₁ एच ₂ ए, एच ₂ बी, एच ₃ और एच _{4 के} रूप में नामित 5 अलग-अलग अंशों में अलग-अलग प्रोटीन का एक उच्च विषम वर्ग है।

Fraction H ₁ lysin-rich है, H ₂ a और H ₂ b, थोड़ा lysine रिच है, जबकि H ₃ और H ₄ आर्गिनिन-रिच हैं। ये पांच अंश सभी प्रकार के यूकेरियोट्स में मौजूद हैं, कुछ जानवरों की प्रजातियों के शुक्राणुओं को छोड़कर, जहां उन्हें प्रोटीमाइन नामक छोटे अणु बुनियादी प्रोटीन के एक और वर्ग द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

हिस्टोन क्रोमोसोम संगठन में एक प्राथमिक कार्य करते हैं जहां एच ₂ ए, एच ₂ बी, एच ₃ और एच ₄ क्रोमेटिन फाइबर के संरचनात्मक संगठन में शामिल होते हैं, जबकि अंश एच ₁ क्रोमोसोम के मुड़ा हुआ क्रोमैटिन फाइबर को एक साथ रखता है।

गैर-हिस्टोन प्रोटीन कुल क्रोमोसोम द्रव्यमान का लगभग 20% बनाते हैं, लेकिन उनकी मात्रा परिवर्तनशील होती है और क्रोमोसोम में मौजूद डीएनए और गैर-हिस्टोन की मात्रा के बीच कोई निश्चित अनुपात नहीं होता है।

गैर-हिस्टोन प्रोटीन के 12 से 20 से अधिक विभिन्न प्रकार हो सकते हैं जो एक प्रजाति से दूसरे और यहां तक ​​कि एक ही जीव के विभिन्न ऊतकों में भिन्नता दिखाते हैं। प्रोटीन के इस वर्ग में कई महत्वपूर्ण एंजाइम शामिल हैं, जैसे डीएनए और आरएनए पोलीमरेज़ आदि।

क्रोमोसोम की अल्ट्रास्ट्रक्चर:

इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपिक अध्ययनों से पता चला है कि गुणसूत्रों में 2 एनएम -4 एनएम की मोटाई वाले बहुत महीन तंतु होते हैं। चूंकि डीएनए 2 एनएम चौड़ा है, इसलिए संभावना है कि एक एकल तंतु एक एकल डीएनए अणु से मेल खाती है। क्रोमोसोम संरचना के कई मॉडल क्रोमोसोम पर विभिन्न प्रकार के आंकड़ों के आधार पर समय-समय पर प्रस्तावित किए गए हैं।

क्रोमोसोम के तह फाइबर मॉडल:

इस मॉडल को 1965 में ड्यू प्रॉ द्वारा प्रस्तावित किया गया था और इसे व्यापक रूप से स्वीकार किया गया है। इस मॉडल के अनुसार, क्रोमोसोम लगभग 230A ° व्यास के क्रोमैटिन फाइबर से बने होते हैं। प्रत्येक क्रोमैटिन फाइबर में केवल एक डीएनए डबल हेलिक्स होता है जो एक कुंडलित अवस्था में होता है; यह डीएनए कॉइल हिस्टोन और गैर-हिस्टोन प्रोटीन के साथ लेपित है।

इस प्रकार 230A ° क्रोमेटिन फाइबर एकल डीएनए डबल हेलिक्स के सह-निर्माण द्वारा निर्मित होता है, जिसके कॉइल प्रोटीन और शिथिल उद्धरण (Ca ⁺⁺ और Mg ⁺⁺ ) द्वारा स्थिर होते हैं। प्रत्येक क्रोमैटिड में एक एकल लंबे क्रोमैटिन फाइबर होते हैं; इस फाइबर का डीएनए दो बहन क्रोमेटिन फाइबर का उत्पादन करने वाले इंटरफेज़ के दौरान प्रतिकृति करता है, यह सेंट्रोमेरिक क्षेत्र में बिना पढ़े बना रहता है ताकि क्षेत्र में दो बहन फाइबर जुड़े रहें।

इसके बाद, क्रोमैटिन फाइबर सेंट्रोमेरिक क्षेत्र में प्रतिकृति से गुजरता है ताकि बहन क्रोमेटिन फाइबर इस क्षेत्र में भी अलग हो जाए। कोशिका विभाजन के दौरान दो बहन क्रोमैटिन फाइबर दो बहन क्रोमैटिड्स को जन्म देने के लिए अनियमित तरीके से अलग-अलग तह से गुजरते हैं।

क्रोमैटिन फाइबर की तह उनकी लंबाई को कम करती है और उनकी स्थिरता और मोटाई बढ़ाती है। यह तह संरचना आम तौर पर सुपरकोलिंग से गुजरती है जो गुणसूत्रों की मोटाई को बढ़ाती है और लंबाई कम करती है। अधिकांश उपलब्ध साक्ष्य इस मॉडल का समर्थन करते हैं।

विभिन्न अध्ययनों से भारी सबूत इस सिद्धांत का समर्थन करते हैं कि प्रत्येक क्रोमैटिड में एक विशालकाय डीएनए अणु होता है। यूनीमे मॉडल (एकल फंसे क्रोमैटिड) के समर्थन में सबसे मजबूत सबूत दीपक-ब्रश गुणसूत्रों पर अध्ययन द्वारा प्रदान किया गया है।

क्रोमेटिन फाइबर का संगठन:

क्रोमेटिन फाइबर संरचना के किसी भी मॉडल को फाइबर की एक इकाई लंबाई में एक बहुत लंबे डीएनए अणु की पैकेजिंग (i) के लिए जिम्मेदार है; (ii) बहुत पतले (20A °) डीएनए अणुओं से बहुत मोटी (230-300A ⁰ ) तंतुओं का उत्पादन और (iii) क्रोमेटिन तंतुओं के मोल्स-ऑन-ए-स्ट्रिंग परिक्रमण विशेष रूप से प्रतिकृति के दौरान मनाया जाता है। क्रोमेटिन फाइबर संरचना के दो स्पष्ट रूप से अलग-अलग मॉडल प्रस्तावित किए गए हैं:

I. कुंडलित डीएनए मॉडल:

यह क्रोमैटिन फाइबर संगठन का सबसे सरल मॉडल है और ड्यू प्रॉ द्वारा दिया गया था। इस मॉडल के अनुसार, क्रोमेटिन फाइबर के एकल डीएनए अणु को वसंत में तार के समान तरीके से कुंडलित किया जाता है; डीएनए अणुओं के बड़े खांचे में हिस्टोन अणुओं को बांधने से उत्पन्न हिस्टोन पुलों द्वारा एक साथ रखे जा रहे कॉइल। इस तरह की एक कुंडलित संरचना जो एक एकल हिस्टोन अणु के रूप में स्थिर होगी, डीएनए के कई कॉइल से बंधेगी।

यह कुंडलित संरचना क्रोमोसोमल प्रोटीन के साथ लेपित है ताकि क्रोमेटिन फाइबर (प्रकार ए फाइबर) की मूल संरचना का उत्पादन किया जा सके जो कि ड्यूप्रा के बी फाइबर के उत्पादन के लिए सुपरकोलिंग से गुजर सकता है जो कि क्रोमेटिन फाइबर के इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ में देखे गए मोतियों के समान है।

द्वितीय। न्यूक्लियोसोम-सोलेनोइड मॉडल:

यह मॉडल रोमबर्ग और थॉमस (1974) द्वारा प्रस्तावित किया गया था और इसे सबसे अधिक व्यापक रूप से स्वीकार किया गया है। इस मॉडल के अनुसार, क्रोमैटिन एक दोहराई जाने वाली इकाई से बना है जिसे न्यूक्लियोसोम कहा जाता है। न्यूक्लियोसोम क्रोमेटिन के मूलभूत पैकिंग यूनिट कण हैं और क्रोमेटिन को इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्रैफ़्स में एक "बीड्स-ऑन-ए स्ट्रिंग" उपस्थिति देते हैं जो उच्च-ऑर्डर पैकिंग (ओलिन्स और ओलिन्स, 1974) को प्रकट करते हैं। एक पूर्ण न्यूक्लियोसम में एक न्यूक्लियोसोम कोर, लिंकर डीएनए, एच ₁ हिस्टोन के एक अणु का औसत और अन्य संबंधित क्रोमोसोमल प्रोटीन होते हैं।

न्यूक्लियोसोम कोर:

इसमें दो अणुओं से बना एक हिस्टोन ओक्टेमर होता है, प्रत्येक हिस्टोन एच ₂ ए, एच ₂ बी, एच ₃ और एच ₄ । इसके अलावा, एक 146 बीपी लंबा डीएनए अणु घाव है जो इस हिस्टोन ऑक्टामर को 13/4 मोड़ में गोल करता है; डीएनए का यह खंड न्यूक्लियस प्रतिरोधी है।

लिंकर डीएनए:

इसका आकार प्रजातियों के आधार पर 8bp से 114 bp तक भिन्न होता है। यह डीएनए बीड्स-ऑन-ए स्ट्रिंग क्रोमैटिन फाइबर के स्ट्रिंग भाग को बनाता है, और न्यूक्लियस अतिसंवेदनशील है; और मोती नाभिक कोर के कारण होते हैं। इस प्रकार, लिंकर डीएनए दो पड़ोसी न्यूक्लियोसोम से जुड़ता है।

एच ₁ हिस्टोन:

प्रत्येक न्यूक्लियोसोम में औसतन एचआई हिस्टोन का एक अणु होता है, हालांकि क्रोमेटिन फाइबर की लंबाई में इसका समान वितरण स्पष्ट रूप से नहीं पता है। कुछ अध्ययनों से पता चलता है कि H1 हिस्टोन के अणु न्यूक्लियोसोम क्रोमेटिन फाइबर के सुपरकोइल को स्थिर करने में शामिल हैं। अन्य अध्ययनों से पता चलता है कि HI प्रत्येक न्यूक्लियोसोम कोर के बाहर से जुड़ा हुआ है, और यह कि एच 1 अणु लगभग 166 बीपी लंबा डीएनए अणु को स्थिर करता है।

अन्य क्रोमोसोमल प्रोटीन:

दोनों लिंकर डीएनए और न्यूक्लियोसम अन्य क्रोमोसोमल प्रोटीन से जुड़े होते हैं। देशी क्रोमैटिन में, मोतियों का व्यास लगभग 110A °, आकार में 60A ° ऊँचा और दीर्घवृत्त होता है। प्रत्येक मनका एक एकल न्यूक्लियोसोम कोर से मेल खाती है। कुछ शर्तों के तहत, न्यूक्लियोसोम बिना किसी लिंकर डीएनए के साथ एक साथ पैक करते हैं, जो न्यूक्लियोसोम फाइबर नामक 100A ° मोटी क्रोमैटिन फाइबर का उत्पादन करता है जो तब 300A ° क्रोमेटिन फाइबर को जन्म देने के लिए सुपरकोइल कहलाता है।

क्रोमैटिन फाइबर संरचना का न्यूक्लियोसोम मॉडल अब तक संचित लगभग सभी साक्ष्यों के अनुरूप है।

विशेष गुणसूत्र:

कुछ जीवों के कुछ ऊतकों में गुणसूत्र होते हैं जो आकृति विज्ञान या कार्य के मामले में सामान्य लोगों से काफी भिन्न होते हैं; ऐसे गुणसूत्रों को विशेष गुणसूत्र के रूप में जाना जाता है। निम्न प्रकार के गुणसूत्रों को इस श्रेणी के अंतर्गत शामिल किया जा सकता है: (1) लैम्पब्रश गुणसूत्र, (2) विशालकाय गुणसूत्र या लार ग्रंथि गुणसूत्र और (3) गौण या बी गुणसूत्र।

लैंपब्रश क्रोमोसोम:

लैम्पब्रश गुणसूत्र स्तनधारियों को छोड़कर, कई अकशेरुकी और सभी कशेरुकाओं के oocytes में पाए जाते हैं; वे भी मानव और कृंतक oocytes में रिपोर्ट किया गया है। लेकिन वे उभयचर oocytes में सबसे अधिक व्यापक रूप से अध्ययन किया गया है।

ये गुणसूत्र लंबे समय तक oocytes के लंबे कूटनीतिक चरण के दौरान स्पष्ट रूप से देखे जाते हैं। राजनयिक के दौरान, समरूप गुणसूत्र एक दूसरे से अलग होने लगते हैं, केवल उनकी लंबाई के साथ कई बिंदुओं पर संपर्क में रहते हैं।

एक जोड़ी के प्रत्येक गुणसूत्र में इसकी लंबाई पर कई गुणसूत्र वितरित होते हैं; बहुसंख्यक क्रोमोमेस में से प्रत्येक में आमतौर पर पार्श्व छोरों की एक जोड़ी गुणसूत्र के मुख्य अक्ष के विपरीत लंबवत दिशा में फैली होती है।

कुछ मामलों में, एक से अधिक जोड़ी, यहां तक ​​कि 9 जोड़े तक की छोरें एक एकल गुणसूत्र से निकल सकती हैं। ये लेटरल लूप क्रोमोसोम को एक लैंपब्रश का रूप देते हैं जो उनके नाम 'लैंप-ब्रश क्रोमोसोम' का कारण है।

ये गुणसूत्र बहुत लंबे होते हैं, कुछ मामलों में 800-1000 ^ लंबाई के होते हैं। लूप का आकार मेंढक की औसत 9.5ja से लेकर 200 तक हो सकता है। लूप्स के जोड़े दो क्रोमैटिन फाइबर (इसलिए दो बहन क्रोमैटिड) के uncoiling के कारण उत्पन्न होते हैं, जो गुणसूत्रों में अत्यधिक coiled अवस्था में मौजूद होते हैं; यह उनके डीएनए को प्रतिलेखन (आरएनए संश्लेषण) के लिए उपलब्ध कराता है।

इस प्रकार प्रत्येक लूप एक क्रोमोसोम के एक क्रोमैटिड का प्रतिनिधित्व करता है और एक डीएनए डबल हेलिक्स से बना होता है। प्रत्येक लूप का एक छोर दूसरे छोर (मोटा अंत) की तुलना में पतला (पतला अंत) होता है। छोरों के पतले सिरों पर व्यापक आरएनए संश्लेषण होता है, जबकि मोटे सिरे पर आरएनए संश्लेषण बहुत कम या कोई नहीं होता है।

क्रोमोमेयर के क्रोमैटिन फाइबर को एक लूप के पतले छोर की दिशा में उत्तरोत्तर खोल दिया जाता है; इस क्षेत्र में डीएनए सक्रिय आरएनए संश्लेषण का समर्थन करता है, लेकिन बाद में आरएनए और प्रोटीन के साथ संबद्ध होकर मोटा हो जाता है।

एक लूप के मोटे सिरे पर मौजूद डीएनए को उत्तरोत्तर वापस ले लिया जाता है और इसे गुणसूत्र में बदल दिया जाता है। डिप्लोमा में अधिकतम पहुंचने तक धीरे-धीरे लूप के जोड़े की संख्या बढ़ जाती है। जैसा कि अर्धसूत्रीविभाजन आगे बढ़ता है, छोरों की संख्या धीरे-धीरे कम हो जाती है और लूप अंततः विघटन के कारण गायब हो जाते हैं बजाय क्रोमोसरे में पुनर्संरचना के बजाय।

लूप जीन कार्रवाई (प्रतिलेखन) की साइटों का प्रतिनिधित्व करते हैं, और लैम्पब्रश गुणसूत्रों का कार्य बड़ी संख्या में प्रोटीन और अंडे में संग्रहीत आरएनए की मात्रा का उत्पादन करना है।

विशाल गुणसूत्र:

विशाल गुणसूत्र कुछ ऊतकों में पाए जाते हैं, उदाहरण के लिए, लार्वा की लार ग्रंथियां, आंत उपकला, मल्फिगियन नलिकाएं और कुछ डिप्टेरा, उदाहरण के लिए, ड्रोसोफिला, चिरोनोमस, कियारा, राइनोकोसियारा आदि। ये गुणसूत्र माइटोटिक मेटाफ़ेज़ के दौरान अपने आकार से 200 गुना तक लंबे होते हैं। ड्रोसोफिला का मामला) और बहुत मोटा है, इसलिए उन्हें विशाल गुणसूत्र के रूप में जाना जाता है।

उन्हें पहली बार डिपबिटरन लार ग्रंथियों में बलबनी (1881) द्वारा खोजा गया था, जिससे उन्हें आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला नाम लार ग्रंथि क्रोमोसोम मिला। विशाल गुणसूत्रों को दैहिक रूप से जोड़ा जाता है। नतीजतन, लार ग्रंथि की कोशिकाओं में इन विशाल गुणसूत्रों की संख्या हमेशा सामान्य दैहिक कोशिकाओं में आधी हो जाती है।

विशाल गुणसूत्रों में अनुप्रस्थ बैंडिंग का एक अलग पैटर्न होता है जिसमें वैकल्पिक क्रोमेटिक और अक्रोमैटिक क्षेत्र होते हैं। बैंड कभी-कभी प्रतिवर्ती कश बनाते हैं, जिन्हें गुणसूत्र कश या बालाबियानी छल्ले के रूप में जाना जाता है, जो सक्रिय आरएनए संश्लेषण से जुड़े होते हैं।

विशाल क्रोमोसोम फाइब्रल्स के एक बंडल का प्रतिनिधित्व करते हैं जो एकल क्रोमैटिड्स के एंडो-रिडुप्लीकेशन (सेल-डिवीजन के बिना क्रोमेटिन की प्रतिकृति) के बार-बार चक्र द्वारा उत्पन्न होते हैं। यही कारण है कि इन गुणसूत्रों को पॉलीटीन गुणसूत्र के रूप में भी जाना जाता है और इस स्थिति को पॉलीटेनी के रूप में वर्णित किया जाता है। क्रोमोसोमेटा (फाइब्रिल) प्रति गुणसूत्रों की संख्या चरम मामलों में 2000 तक पहुंच सकती है, कुछ श्रमिकों ने इस आंकड़े को 16, 000 तक बताया।

डी मेलानोगास्टर में, विशाल गुणसूत्र क्रोमेट्रे के रूप में जाने जाने वाले एक या अधिक अनाकार द्रव्यमान से पांच लंबी और एक छोटी भुजा के रूप में विकीर्ण होते हैं। गुणसूत्र पूरे वाई गुणसूत्रों के सभी गुणसूत्रों और, पुरुषों में, केन्द्रक क्षेत्रों के संलयन द्वारा बनता है।

गुणसूत्र से निकलने वाली छोटी भुजा गुणसूत्र IV का प्रतिनिधित्व करती है, लंबी भुजाओं में से एक X- गुणसूत्र के कारण होती है, जबकि शेष चार लंबी भुजाएं गुणसूत्र II और III के भुजाओं का प्रतिनिधित्व करती हैं। डी। मेलानोगास्टर विशाल गुणसूत्रों की कुल लंबाई लगभग 2000 mel है।

गौण गुणसूत्र:

कई प्रजातियों में, सामान्य दैहिक पूरक के अलावा एक बहुत अधिक अतिरिक्त गुणसूत्र पाए जाते हैं; इन अतिरिक्त गुणसूत्रों को गौण गुणसूत्र, बी-गुणसूत्र या सुपरन्यूमरी गुणसूत्र कहा जाता है।

लगभग 600 पौधों की प्रजातियों और 100 से अधिक जानवरों की प्रजातियों के बी-गुणसूत्रों के अधिकारी होने की सूचना है। बी-क्रोमोसोम आम तौर पर सामान्य दैहिक पूरक के गुणसूत्रों की तुलना में आकार में छोटे होते हैं लेकिन कुछ प्रजातियों में वे बड़े हो सकते हैं (जैसे, साइकरा में)।

इन गुणसूत्रों की एक सबसे महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि उनकी संख्या एक ही प्रजाति के व्यक्तियों में काफी भिन्न हो सकती है; मक्का में 25-30 बी-क्रोमोजोम्स कुछ व्यक्तियों में उनके फेनोटाइप पर किसी भी चिह्नित प्रभाव के बिना जमा हो सकते हैं। ये गुणसूत्र आम तौर पर किसी भी स्पष्ट प्रतिकूल या लाभकारी प्रभाव के बिना किसी प्रजाति के व्यक्तियों द्वारा प्राप्त और खो जाते हैं।

हालांकि, कई बी-गुणसूत्रों की उपस्थिति अक्सर मक्का में ताक़त और प्रजनन क्षमता में कुछ कमी लाती है। ज्यादातर मामलों में, वे बड़े पैमाने पर हेट्रोक्रोमैटिक होते हैं, जबकि कुछ प्रजातियों (जैसे मक्का) में वे आंशिक रूप से हेट्रोक्रोमैटिक होते हैं, और कुछ अन्य (जैसे, ट्रेडस्कैन्टिया) में वे पूरी तरह से यूक्रोमैटिक होते हैं। वे आमतौर पर आनुवंशिक रूप से निष्क्रिय माना जाता है, लेकिन वे जीन से पूरी तरह से रहित नहीं हो सकते हैं।

अधिकांश प्रजातियों में बी-क्रोमोसोम की उत्पत्ति अज्ञात है। कुछ जानवरों में वे हेट्रोक्रोमैटिक वाई क्रोमोसोम के विखंडन के कारण उत्पन्न हो सकते हैं। मक्का में, बी-क्रोमोसोम की रूपात्मक विशेषताओं और बाँधने वाले व्यवहार से स्पष्ट होता है कि उनके पास कोई भी खंड नहीं है जो सामान्य दैहिक पूरक के किसी भी गुणसूत्र के एक खंड से एकरूप है।

बी-क्रोमोसोम अपेक्षाकृत अस्थिर हैं; कई प्रजातियों में वे लैगिंग और गैर-विघटन के कारण दैहिक ऊतकों से समाप्त हो जाते हैं और वे अक्सर विखंडन के बाद आकृति विज्ञान में बदलते हैं। इसके अलावा, वे अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान अनियमित वितरण भी दिखा सकते हैं, लेकिन वे प्रजनन ऊतक में हमेशा बने रहते हैं।

गुणसूत्रों के कार्य:

आनुवंशिकता में गुणसूत्रों की भूमिका 1902 में स्वतंत्र रूप से सटन और बोवर द्वारा सुझाई गई थी। यह और गुणसूत्रों के विभिन्न अन्य कार्यों को संक्षेप में बताया जा सकता है।

1. यह सार्वभौमिक रूप से स्वीकार किया जाता है कि डीएनए आनुवंशिक सामग्री है, और यूकेरियोट्स में लगभग सभी डीएनए गुणसूत्रों में मौजूद हैं। इस प्रकार, गुणसूत्रों का सबसे महत्वपूर्ण कार्य जीवों के विकास, अस्तित्व, विकास, प्रजनन आदि के लिए आवश्यक विभिन्न कोशिकीय कार्यों के लिए आनुवंशिक जानकारी प्रदान करना है।

2. गुणसूत्रों का एक और बहुत महत्वपूर्ण कार्य आनुवंशिक सामग्री (डीएनए) को कोशिका विभाजन के दौरान क्षतिग्रस्त होने से बचाना है। क्रोमोसोम हिस्टोन और अन्य प्रोटीन के साथ लेपित होते हैं जो इसे रासायनिक (जैसे, एंजाइम) और भौतिक बलों दोनों से बचाते हैं।

3. गुणसूत्रों के गुण कोशिका विभाजन के दौरान बेटी के नाभिक को डीएनए (आनुवंशिक सामग्री) का सटीक वितरण सुनिश्चित करते हैं। गुणसूत्रों के केंद्रक कोशिका विभाजन के दौरान गुणसूत्र आंदोलनों में एक महत्वपूर्ण कार्य करते हैं जो गुणसूत्रों के सेंट्रोमीटर क्षेत्रों से जुड़े धुरी तंतुओं के संकुचन के कारण होता है।

4. यूकेरियोट्स में जीन कार्रवाई को हिस्टोन और गैर-हिस्टोन प्रोटीन के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है जो क्रोमोसोम से जुड़ा होता है।