کروموزوم

کروموزوم  یا فام‌تن به معنی جسم رنگی است که اولین بار در سال ۱۸۸۸ به وسیلهٔ والدیر به کار گرفته شد. هم‌اکنون این واژه برای نامیدن رشته‌های رنگ‌پذیر و قابل مشاهده با میکروسکوپ‌های نوری به کار می‌رود که از همانندسازی و نیز بهم پیچیدگی و تابیدگی هر رشته کروماتین اینترفازی در سلول‌های یوکاریوتی تا رسیدن به ضخامت ۱۰۰۰ تا ۱۴۰۰ نانومتر ایجاد می‌شود. در پروکاریوت‌ها نیز ماده ژنتیکی اغلب به حالت یک کروموزوم متراکم می‌شود. در برخی باکتری‌ها علاوه بر کروموزوم اصلی که اغلب ژن‌ها را شامل می‌شود کروموزوم کوچک دیگری که به‌طور معمول آن را پلازمید می‌نامند، قابل تشخیص است گر چه تعداد کمی از ژن‌ها بر روی پلازمید قرار دارند.

اما از آنجا که در بیشتر موارد ژن‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک‌ها بر روی آن جایگزین شده‌اند، از نظر پایداری و بقای نسل باکتری اهمیت زیادی دارد. کروماتین در ساختمان کروموزوم به شکل لوپ دیده می‌شود. لوپ‌ها توسط پروتئین‌های اتصالی به DNA که مناطق خاصی از DNA را تشخیص می‌دهند پابرجا می‌ماند. سپس مراحل پیچ خوردگی نهایتاً نوارهایی را که در کروموزوم‌های متافازی دیده می‌شود ایجاد می‌کند. هر تیپ کروموزومی یک نوع نواربندی اختصاصی را در ارتباط با نوع رنگ آمیزی نشان می‌دهد. این رنگ آمیزی‌ها منجر به مشخص شدن تعداد و خصوصیات کروموزوم‌های هر گونه از موجودات زنده می‌گردد؛ که این خصوصیات تعدادی و مورفولوژیک کروموزوم‌ها را کاریوتیپ می‌نامند.

یا به زبان ساده می‌توان کروموزوم‌ها را به بسته‌های مواد ژنتیکی تشبیه کرد که درون هستهٔ سلول‌ها ذخیره شده‌اند؛ و در واقع به شکل مولکول‌های DNA همراه با پروتئینها هستند که به این بسته‌ها کروموزوم گفته می‌شود.

هر انسان در مجموع ۴۶ کروموزوم دارد که هنگام لقاح نصف می‌شود. از این ۴۶ کروموزوم دو کروموزوم جنسی اند و جنسیت را مشخص می‌کنند.
هر انسان به هنگام لقاح ۲۳ کروموزوم از اسپرم پدر و ۲۳ کروموزوم از تخمک مادر دریافت می‌کند. سلول‌های تخمک و اسپرم هاپلوئید هستند یعنی دارای یک عدد از هر سری کروموزوم‌ند.سلول‌های پروکاریوت (مثل باکتریها) معمولاً دارای یک کروموزوم می‌باشند. البته باکتری‌هایی هم هستند که دارای چند کروموزوم می‌باشند اما این باکتری‌ها نادر هستند. کروموزوم باکتری‌ها به صورت حلقوی است. باکتری‌ها (و برخی مخمرها) علاوه بر کروموزوم اصلی دارای یک یا چند پلاسمید نیز می‌باشند. انسان سالم دارای ۲۳ جفت کروموزم است. ۲۲ جفت کروموزوم که تعیین‌کننده منش‌های ارثی به غیر از جنس (نر و ماده) است و اتوزوم (خودتن) نامیده می‌شود. یک جفت دیگر را کروموزوم جنسی می‌گویند. کروموزوم‌های جنسی در مردان طبیعی به صورت XY و در زنان به‌طور طبیعی XX است.

 کروموزوم‌های همتا 
کروموزوم‌های همتا (یا همولوگ) جفت کروموزوم‌هایی هستند که با ژن‌هایی با ویژگی‌های مشابه در جایگاه کروموزوم هم‌نظیر و از نظر طول، موقعیت سانترومر و الگوی رنگ‌آمیزی مشابه هستند. یک جفت کروموزوم همتا، یک کروموزوم از مادر و یک کروموزوم از پدر به ارث می‌برد.

 دستگاه پلوئیدی 

یاخته‌های موجودات زنده را بر پایه شمار مجموعه‌های فام‌تنی (کروموزومی) که در هسته خود دارند، دسته‌بندی می‌کنند. به این ویژگی «دستگاه پلوئیدی» می‌گویند. حالت‌های بهنجار (یوپلوئید) آن زمانی است که شمار فام‌تن‌ها ضریب درستی از شمار پایه (x) باشد.

شمار پایه (x) نمایانگر شمار فام‌تن‌های یک مجموعه کامل است که در همه یاخته‌های گونه یکسان است. شمار هاپلوئید (n) شمار فام‌تن‌های یاخته جنسی (گامت) در یک فرد مشخص است. در جانداران دیپلوئید ساده مانند انسان، این دو با هم برابرند: x = n = ۲۳. اما در بسیاری از گیاهان پلی‌پلوئید این دو متفاوتند؛ برای نمونه گندم نان (هگزاپلوئید) دارای شش مجموعه فام‌تن با شمار پایه x=۷ است، ولی یاخته پیکری آن ۴۲ فام‌تن (2n=6x=۴۲) و گامت آن ۲۱ فام‌تن (n=3x=۲۱) دارد. پس گامت گندم «هاپلوئید» است (n) ولی «مونوپلوئید» نیست، زیرا سه مجموعه کامل دارد.

 هاپلوئید (n) و مونوپلوئید (x) 
یاخته‌هایی که تنها یک مجموعه فام‌تن (n) دارند، هاپلوئید نامیده می‌شوند. در انسان، یاخته‌های جنسی (اسپرم و تخمک) ۲۳ فام‌تن دارند و هاپلوئیدند. یاخته‌ها یا جاندارانی که تنها یک مجموعه پایه (x) داشته باشند، مونوپلوئید خوانده می‌شوند.
بیشتر قارچ‌ها و شماری از جلبک‌ها در چرخه زندگی خود به‌طور عادی مونوپلوئیدند. در میان جانوران، نرهای بال‌غشاییان (زنبورها، مورچگان و زنبورهای بی‌عسل) مونوپلوئیدند و از راه بکرزایی از تخم‌های بارورنشده پدید می‌آیند. در این حالت یاخته‌های پیکری نر تنها یک مجموعه فام‌تن (x) دارند. هر جاندار دیپلوئیدی که چنین حالتی پیدا کند، مونوپلوئید است و بیشتر به دلیل آشکار شدن ژن‌های کشنده نهفته (بار ژنتیکی) نابارور یا نازیواست.

 دیپلوئید (2n) 
دیپلوئید به یاخته‌هایی می‌گویند که دو مجموعه کامل فام‌تن همتا دارند (2n). یکی از این مجموعه‌ها از پدر و دیگری از مادر به ارث می‌رسد. پیکری‌یاخته‌های (سلول‌های سوماتیک) انسان و بیشتر جانوران دیپلوئید هستند. در انسان، نماد (2n) برابر ۴۶ است که از دو مجموعه ۲۳‌تایی (2n=2x=46) تشکیل شده است. همه پستانداران دیپلوئیدند و بیشتر خزندگان، دوزیستان، ماهیان و حشرات نیز دیپلوئیدند.

 تری‌پلوئید (3n) 
تری‌پلوئید به یاخته یا جاندارانی گفته می‌شود که سه مجموعه فام‌تن کامل (3n) دارند. این حالت بیشتر در گیاهان دیده می‌شود و از آمیزش یک گامت دیپلوئید (2n) با یک گامت هاپلوئید (n) پدید می‌آید. تری‌پلوئیدها معمولاً نابارورند؛ زیرا در میوز، فام‌تن‌های همتا به‌جای جفت‌شدن دوتایی (دو‌تایی)، به‌صورت سه‌تایی یا یک‌تایی با هم پیوند می‌خورند و تقسیم نابرابر فام‌تن‌ها (آنیوپلوئیدی) رخ می‌دهد.
موزهای تجاری و هندوانه‌های بی‌دانه نمونه‌هایی از گیاهان تری‌پلوئید هستند. در جانوران، تری‌پلوئیدی بسیار نادر است، ولی «مار گلدانی» (Indotyphlops braminus) یک استثناست: این مار هم‌اکنون تنها گونه مار شناخته‌شده است که به‌اجبار بکرزا و تری‌پلوئید است و همه جمعیت آن ماده‌اند. پژوهش‌های تازه نشان داده است که ژنوم این مار به سه زیرژنوم (A، B، C) بخش‌پذیر است و با جابجایی‌های کروموزومی و هم‌جوشی‌ها سازگار شده است.

 تتراپلوئید (4n) 
یاخته‌های تتراپلوئید چهار مجموعه فام‌تن کامل دارند (4n). این حالت می‌تواند خودبه‌خود یا در پی به‌کارگیری ماده‌هایی مانند کلشیسین (که رشته‌های دوک را از کار می‌اندازد) روی دهد. تتراپلوئیدها دو دسته‌اند:

اتوتتراپلوئید: از دو برابر شدن شمار فام‌تن‌های یک گونه پدید می‌آید.

آلوتتراپلوئید: حاصل دورگ‌گیری دو گونه نزدیک و سپس دوبرابر شدن فام‌تن‌هاست (چون دورگ نخستین نابارور است).
در تتراپلوئیدها، اگر فام‌تن‌ها در میوز به‌جای تشکیل چهارتایی‌ها به‌صورت دوّاری (دو جفت دوتایی) جفت شوند، میوز به‌طور منظم انجام می‌شود و گامت‌های دیپلوئید (2n) بارور پدید می‌آیند. تتراپلوئیدها معمولاً اندام‌های درشت‌تری نسبت به دیپلوئیدها دارند. نمونه‌های برجسته: پنبه، سیب‌زمینی، و قهوه. در دوزیستان، گونه‌هایی از قورباغه سرده Pleurodema (مانند P. kriegi) تتراپلوئیدند و در میوز ۲۲ جفت دو‌تایی (بی‌والان) تشکیل می‌دهند.

 اکتوپلوئید (8n) و پلوئیدی‌های بالاتر 
اکتوپلوئید به یاخته یا جاندارانی گفته می‌شود که هشت مجموعه فام‌تن کامل دارند (8n). این پدیده در گیاهان (مانند توت‌فرنگی و نیشکر) و به‌ندرت در جانوران دیده می‌شود. قورباغه Pleurodema cordobae در آرژانتین یک نمونه اکتوپلوئید است که از راه اتوپلی‌پلوئیدی از گونه تتراپلوئید P. kriegi پدید آمده است. این قورباغه در میوز تنوع بالایی از آرایش‌های کروموزومی (چهارتایی، دوتایی و تک‌تایی) نشان می‌دهد.

 یوکاریوت 
بندانگشتی|ساخت دی ان ای سلول یوکاریوت

 جستارهای وابسته 
 چرخه سلولی

 منابع 

 غفاری، سعید رضا، ژنتیک برای کارشناسان نظام سلامت، تهران" انتشارات اندیشه سرا، ۱۳۸۵
 کتاب زیست سال سوم دبیرستان

رده:زیست‌شناسی مولکولی
رده:ژنتیک یاخته‌ای
رده:ساختارهای هسته‌ای
کروموزوم