Chromosom jest pakietem zawierającym część genomu, czyli zawiera niektóre geny organizmu. Ważnym słowem jest tu „opakowanie”: chromosomy pomagają komórce utrzymać dużą ilość informacji genetycznej w porządku, zorganizowanej i zwartej.
Chromosomy są zbudowane z DNA i białka. Większość żywych istot ma chromosomy, które są liniowe, jak kawałki nici tłuszczu, i są przechowywane w jądrze, kulistym woreczku wewnątrz komórki.
Ile chromosomów mają organizmy?
W kilku bardzo prostych formach życia, takich jak bakterie, cały genom jest upakowany w jednym chromosomie. Ale inne organizmy, z genomami tysiąc, a nawet milion razy większymi niż u bakterii, dzielą swój materiał dziedziczny między wiele różnych chromosomów. To, o ilu dokładnie chromosomach mówimy, zależy od gatunku. Komar ma 6 chromosomów, roślina groszkowa – 14, słonecznik – 34, człowiek – 46, a pies – 78.
Gatunki blisko spokrewnione mają zwykle podobną liczbę chromosomów. Na przykład szympansy, nasi najbliżsi kuzyni, mają 48 chromosomów w każdej ze swoich komórek. Ale poza tą ogólną zasadą, jest bardzo mało rymów i powodów, dla których gatunek ma tyle chromosomów. Byłoby to wygodne, gdyby istniał jakiś rodzaj „drabiny ewolucyjnej”, w której bardziej złożone organizmy miałyby więcej chromosomów, ale natura nie działa w ten sposób. Złote rybki, które spędzają dni na pływaniu w kółko, leniwym dmuchaniu bąbelków i wiszeniu w pobliżu szczytu miski w oczekiwaniu na płatki rybne, mają 94 chromosomy. Koty, ze swoimi zapalonymi technikami łowieckimi i tysiącem sposobów mruczącego manipulowania ludźmi, mają tylko 38.
Co sprawia, że jeden chromosom różni się od drugiego?
Chociaż podobne w podstawowym wyglądzie, różne chromosomy różnią się nieco rozmiarem i kształtem. Ponadto, gdy chromosomy są barwione barwnikami fluorescencyjnymi, tworzą charakterystyczne wzory jasnych i ciemnych pasm. Te subtelne różnice umożliwiają biologom komórkowym odróżnienie różnych chromosomów od siebie, podobnie jak biolodzy terenowi uczą się odróżniać członków stada wielorybów na podstawie znaków i blizn na ich płetwach.
Największy chromosom organizmu jest ogólnie określany jako chromosom 1, następny największy jako chromosom 2 i tak dalej. Różne chromosomy zawierają różne geny. Oznacza to, że każdy chromosom zawiera określoną część genomu. Na przykład, u ludzi gen dla globiny alfa, części białka hemoglobiny, która przenosi tlen w czerwonych krwinkach, znajduje się na chromosomie 16. Gen dla globiny beta, drugiej części białka hemoglobiny, znajduje się na chromosomie 11.
Zachowane chromosomy mogą być sfotografowane i ułożone w kolejności wielkości, aby wytworzyć kariotyp, wykres, którego naukowcy używają do badania chromosomów. Kariotyp nie jest wystarczająco szczegółowy, aby powiedzieć ci o poszczególnych genach na chromosomie, ale może powiedzieć ci, czy chromosomy jako całość są w porządku i może pomóc lekarzom zdiagnozować i zrozumieć choroby. Na przykład osoby z zespołem Downa mają zbyt wiele chromosomów, a rearanżacje chromosomów (kiedy część chromosomu odrywa się i ponownie łączy z innym chromosomem) są związane z niektórymi nowotworami.
Szybkie spojrzenie na każdy kariotyp powie Ci jeden z najważniejszych faktów o chromosomach: Występują one w parach. Członkowie pary mają ten sam rozmiar i kształt, a także te same wzory prążkowania. Innymi słowy, każda osoba w rzeczywistości posiada dwie kopie chromosomu 1, dwie kopie chromosomu 2 i tak dalej. Ludzkie komórki zawierają 23 pary chromosomów.
Większość chromosomów organizmu, zazwyczaj wszystkie z wyjątkiem jednej pary, nazywamy autosomami, które są takie same u mężczyzn i kobiet. Ludzie mają 22 pary autosomów.
Wiele organizmów ma również parę chromosomów płciowych, które różnią się między samcami i samicami. U ludzi, samica ma dwa identyczne chromosomy płciowe. Mężczyzna ma jeden chromosom płciowy, który jest taki sam jak u samic, i jeden, który jest mniejszy i inaczej ukształtowany. W skrócie naukowym, chromosomy płciowe samicy są określane jako XX, a samca jako XY.
Chromosomy płciowe wielu innych gatunków mają podobny wzór, ale nie jest to jedyna możliwość. U pasikoników, samice mają dwa identyczne chromosomy płciowe, podczas gdy samce mają tylko jeden chromosom płciowy i mówi się, że są XO. U ptaków, motyli i ćm, to samce mają dwa identyczne chromosomy płciowe – XX, a samice XY lub XO.