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什麼是染色體?概念、特徵、結構組成、主要功能和類型

2024-09-12自然科學541

我們解釋什麼是染色體以及它們的結構是如何組成的。還有染色體的主要功能和類型。

什麼是染色體?概念、特徵、結構組成、主要功能和類型

個體遺傳訊息大多存在於染色體中。

什麼是染色體?

染色體是生物細胞內高度組織化的結構,由 DNA 和其他蛋白質組成,是個體大部分遺傳訊息所在。它們具有明確的 X 形狀,在細胞分裂或複製(減數分裂或有絲分裂)階段可以完美地觀察到。

每條染色體都有其特有的形狀和大小,並且成對出現,而且同一物種的所有個體的染色體數量通常相同。根據細胞擁有的染色體數量(染色體負荷),細胞可以是二倍體 (2n) 或單倍體 (1n)。人類的染色體數目是46對。

19 世紀末, 科學家 Karl Wilhelm von Nägeli(瑞士)和 Edouard Van Benenden(比利時) 在植物細胞中獨立發現了染色體 ,它們的名字正是來自於觀察它們所用的染料(來自希臘語: chroma ) ,“顏色”和 soma,「身體」)。

但直到20世紀,染色體在遺傳和基因傳遞中的作用還沒有被理解:我們必須等待孟德爾定律和第一個關於DNA的研究。

在真核生物的細胞(即具有細胞核)中,染色體由染色質組成,染色質是構成 DNA、RNA和其他蛋白質的物質,其中一些稱為組蛋白,另一些稱為非組蛋白。所有這些都構成了核小體,形成了不活躍的 DNA 基團,而這些 DNA 基團又構成了染色體本身。

另請參閱:突變

染色體結構

什麼是染色體?概念、特徵、結構組成、主要功能和類型

基因位於染色單體的每個「臂」上。

染色體具有雙重結構,由兩個彼此平行的結構組成,並由著絲粒(稱為染色單體)連接。在染色單體的每個「臂」中,基因位於與其對應基因相同的位置(記住它們是 X 形的),位於稱為 基因座 ( 複數基因座)的區室中。

由於染色體由著絲粒組成,著絲粒將每個染色單體分為兩個臂:短臂(p 臂)和長臂(q 臂),取決於著絲粒的位置,我們可以這麼說:

  • 間著絲粒染色體。 著絲粒幾乎位於結構的中間,形成長度非常相似的臂。

  • 亞中著絲粒染色體。 著絲粒偏離中心,但位移不是太多。這會形成不準確且不對稱的手臂,清晰可辨。

  • 近端著絲粒染色體。 著絲粒位於一端,形成不同的長臂。 

另一方面,真核染色體的末端有端粒:由高度重複的非編碼DNA區域組成,其功能是為整個染色體提供結構穩定性。

然而,在原核生物(沒有細胞核)中,染色體沒有端粒,因為它們的形狀是圓形的。

染色體功能

染色體的功能再重要不過了:它們負責將母細胞 DNA 中包含的遺傳訊息傳遞給後代,允許細胞複製和生物體生長,替換舊的或受損的細胞,並促進細胞的生長。 (以及有性生殖過程中的新個體)。這些是保存遺傳內容並(盡可能)防止其損壞或遺失的生物結構。

染色體的類型

什麼是染色體?概念、特徵、結構組成、主要功能和類型

原核生物染色體具有單股DNA。

如同已經看到的,真核細胞和原核細胞有不同的染色體,其形式和功能是不同的。

  • 原核染色體。它們具有單股 DNA,位於分散在細胞質中的核仁內。

  • 真核染色體。它們相當大,具有雙股線性 DNA(雙螺旋)。

然而,真核生物的染色體 也可以根據它們在個體總基因組組成中的特定功能來區分,這在透過有性生殖創造物種的新個體時極為重要:

  • 體細胞染色體。也稱為常染色體,它們賦予個體非性特徵,即在其他非生殖方面定義個體的特徵。

  • 性染色體。它們被稱為異體,是決定個體性特徵的染色體,因此可以根據生物性別進行區分:男性有第 23 對 XY 型染色體,而女性則有 XX 型染色體。

標籤: 生物學

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