Nhiễm sắc thể là gì? Cấu trúc và chức năng của nhiễm sắc thể

Nhiễm sắc thể là gì?

Nhiễm sắc thể (NST) là vật liệu di truyền ở cấp độ tế bào, có vai trò rất quan trọng trong di truyền.

Đường kính của nhiễm sắc thể có chiều dài từ 0,5-50 micrômét, đường kính từ 0.2-2 micromét, đồng thời có bốn hình dạng đặc trưng là hình móc, hình que, hình hạt và chữ V.

Nhiễm sắc thể là đặc trưng ở cấp độ tế bào

Cấu trúc của nhiễm sắc thể

Ở sinh vật nhân sơ và virus

Trên thực tế, nhiễm sắc thể là một thuật ngữ không được định nghĩa hoàn toàn chính xác.

Trong tế bào nhân sơ, genophore phù hợp hơn vì không có sự hiện diện của crômatit. Ở sinh vật nhân sơ ADN thường là ở dạng vòng. Đôi lúc, nó đi cùng với 1 hoặc 1 vài phân tử ADN tròn và nhỏ hơn (gọi là plasmid). Cấu trúc di truyền này (genophore) cũng được tìm thấy ở ti thể và lục lạp, phản ánh nguồn gốc từ vi khuẩn

Ở 1 số virus genophore rất đơn giản: ADN hoặc ARN trần (dạng sợi hoặc vòng).

Ở sinh vật nhân chuẩn

Hình thái và cấu trúc hiển vi của nhiễm sắc thể

Hình thái của nhiễm sắc thể được nhìn rõ nhất ở kì giữa của quá trình nguyên phân, khi nhiễm sắc thể đã xoắn và rút ngắn cực đại. Khi ấy, nhiễm sắc thể là nhiễm sắc thể cấu trúc kép. Nó gồm hai nhiễm sắc tử chị em (còn gọi là crômatit) gắn với nhau ở tâm dộng (eo thứ nhất hay còn gọi là eo sơ cấp), chia nó thành hai cánh. Tâm động còn là điểm đính nhiễm sắc thể vào sợi tơ vô sắc của thoi phân bào. Nhờ vậy, khi sợi tơ co rút trong quá trình phân bào thì các nhiễm sắc thể sẽ theo đó di chuyển về hai cực của tế bào. Ở một số nhiễm sắc thể còn có eo thứ hai (eo thứ cấp).

Ở tế bào không phân chia, nhiễm sắc thể có cấu trúc đơn. Mỗi nhiễm sắc tuơng ứng với một crômatit ở nhiễm sắc thể ở kì giữa.

Mỗi nhiễm sắc thể giữ vững hình thái, cấu trúc đặc thù qua các thế hệ tế bào và cơ thể, nhưng có biến đổi qua các giai đoạn của chu kì tế bào.

Cấu trúc siêu hiển vi

Trong khi tế bào nhân sơ có nhiễm sắc thể dạng vòng và nhỏ(ngoại trừ 1 số trường hợp đặc biêt), tế bào nhân chuẩn thường có nhiễm sắc thể sợi và lớn. Ngoài ra, tế bào có thể có nhiều hơn 1 loại nhiễm sắc thể.

Trong nhân, nhiễm sắc thể được cấu tạo từ chất nhiễm sắc bao gồm chủ yếu là ADN và protein loại histon. Lượng ADN khổng lồ của mỗi tế bào sinh vật nhân chuẩn có thể xếp gọn vào nhân tế bào có kích thước rất nhỏ là do sự gói bọc ADN theo các mức xoắn khác nhau trong mỗi nhiễm sắc thể. ADN (đường kính 2nm) xoắn tạo thành mức xoắn 1: Chuỗi nuclêôxôm. Tiếp đó là mức xoắn 2. Mức xoắn tối đa là crômatit.

Cấu trúc của nhiễm sắc thể

Ngoài các gen ra, để thực hiện chức năng truyền đạt thông tin di truyền, mỗi nhiễm sắc thể còn có 3 bộ phận chủ yếu: Tâm động, các trình tự đầu mút và trình tự khởi đầu tái bản.

Đặc điểm của bộ nhiễm sắc thể

Tế bào của mỗi loài sinh vật khác nhau thì có bộ nhiễm sắc thể khác nhau, đặc trưng về số lượng và hình dạng của mỗi loài. Số lượng bộ nhiễm sắc thể trong bộ lưỡng bội không phản ánh được trình độ tiến hóa của loài.