染色体

来自中文百科专业版
跳转至: 导航搜索

  染色体汉语拼音:Ranseti;英语:Chromosome),真核细胞有丝分裂减数分裂时由染色质聚缩而成的结构,一般呈棒状,因易被碱性染料染色故称染色体。染色质是由核内的脱氧核糖核酸(DNA)与组蛋白、非组蛋白等结合形成的线状结构。真核细胞的绝大部分DNA集中在染色体中,所以染色体是细胞中主宰遗传的结构。原核细胞的DNA也常被称为染色体。但它的DNA并不像真核细胞的染色质那样与组蛋白等形成复合体,在细胞分裂时也不聚缩。

数目和大小

  各种生物的染色体数目不同。大多数生物的体细胞含有12~50个染色体(2n)。少的如植物的纤细单冠菊和动物的壳虫都只有4条染色体;最多的是一种瓶尔小草2n=1260和一种蝴蝶2n=446。人的染色体数为46。

  植物中染色体数目常呈倍性现象。例如小麦二倍体染色体数为14,四倍体小麦为28,普通小麦为42,属六倍体。

  各种生物的染色体大小不一,长度以1~10微米最为常见,直径多为1~2微米。通常植物的比动物的大。在一些生物细胞中还出现特别大的染色体,称巨大染色体,如见于卵母细胞中的灯刷染色体和双翅目昆虫某些细胞中的多线染色体。

化学组成

  中期染色体与间期染色质的化学组成相似,都含有DNA、组蛋白、非组蛋白和核糖核酸(RNA)以及少量脂类、钙和镁。①DNA。不同生物的单倍体细胞中DNA含量不同,在同一种生物的单倍体细胞中DNA含量一般是恒定的;高等生物细胞核内DNA含量比低等生物的高,但也有相反现象。在亲缘关系近的种属间,细胞核内DNA含量也可相差很大。②组蛋白。属碱性蛋白,主要有5种(H1、H2A、H2B、H3和H4)。组蛋白缺乏组织专一性,种属之间差异少。③非组蛋白。至少包括50~100种不同的蛋白质,其中80%为酸性蛋白,具有种属专一性。有人认为非组蛋白能专一地激活某些基因。

中期染色体的形态

  中期染色体具有比较稳定的形态。它由两条相同的姐妹染色单体构成,并在纵轴方向呈现一些变细的部位;分别称为主缢痕和次缢痕。前者是着丝粒的所在地,后者为核仁组织区的部位。着丝粒的两侧各有一由蛋白质构成的3层的盘状或球状结构,称动粒着丝点,与纺锤体的纺锤丝连接。在分裂的前期和中期,着丝粒把两个姐妹染色体连结在一起,到后期,两个单体的着丝粒分开,纺锤丝把两条染色单体拉向两极。核仁组织区存在于某一染色体的次缢痕区。在间期核中由染色体的这一区域形成核仁,故名。端粒是染色体末端部分的特殊构造。它不呈现特殊的形状,但可起防止染色体末端彼此粘连的作用。染色体末端部分的粒状结构,通过次缢痕区与染色体的主体部分相联,称为随体。

染色体的结构

  构成染色体(染色质)的基本单位是核小体。是由4种组蛋白组成的核心颗粒,外绕DNA分子组成。完整的核小体为110埃×110埃×57埃的扁圆柱状小体,DNA在核心颗粒外缠绕2周。核小体靠DNA互相连结成串珠状结构。染色体的高层次结构是每一染色单体由一条DNA蛋白纤维盘绕而成。由核小体串连成的细线称核丝,直径约100埃。由核丝如何聚缩成染色体有各种假说,尚无定论。按多级螺旋假说;核丝螺旋成直径约300埃的染色纤维,称螺线管,后者再螺旋成直径为2000~4000埃的染色线,称超螺线管。这种染色线再螺旋乃成直径约1~2微米的染色体。按有的模型,由300埃的染色质纤维形成染色体的过程不是靠 螺旋,而是靠随机折叠或形成侧环。不同的模型都有或多或少的事实根据。

  在细胞周期中显示正常周期变化的染色质称为常染色质;变化不正常的染色体片段,统称异染色质。在DNA合成期异染色质区比常染色质区晚复制。异染色质分结构异染色质和兼性异染色质两大类。①结构异染色质是间期细胞核内经常呈现浓集的染色质团块,通常多位于核膜下,其中含有高度重复顺序的DNA;常分布于染色体的着丝粒区、端粒和次缢痕附近。②兼性异染色质是某些生物在一定发育时期的间期核内,原来的常染色质凝缩,并丧失基因活性,变为的异染色质。例如雌性哺乳动物体细胞核内,两个X 染色体之一异染色质化。

性染色体与性别

  在雌雄异株植物和雌雄异体动物中 ,决定性别或影响性器官分化的染色体称性染色体,其余为常染色体。动物的性染色体有3种类型:①XX(雌),XY( 雄)型,例如,哺乳动物雄性个体有两个不同的性染色体(X、Y),故能产生两种不同的配子。一种带X染色体,一种带 Y染色体。但雌性的两个性染色体是同源的(X、X)只能产生带X的配子。带X的精子与卵子结合产生雌性个体,而带Y的精子与卵子结合产生雄性个体。②ZW(或XY)(雌)、ZZ(或XX)(雄)型,例如鸟类和爬行类等,雌性产生含Z或W两种配子,雄性产生含Z配子。③XX(雌),XO(雄)型,例如某些昆虫,雌性产生含X的一种配子,雄性产生含X或不含性染色体的配子。