Chromosome Structure – Definition – Function – Examples
Chromosome Structure The chromosome has a thread-like structure in the nucleus. They are important because they contain the basic genetic material DNA. They are located in the central part of the plant as well as in animal cells. The first chromosome was discovered by Strasburger in 1815, and the term chromosome was first coined by Valder in 1888. The human body contains 46 chromosomes. These are arranged in 23 pairs. Let us discuss chromosome structure in detail.
Definition of chromosomes
“The chromosome looks like a thread and is a coiled substance made up of proteins. The chromosomes are in the nucleus of all cells and contain DNA, the basic genetic material, which is passed down from one generation to the next.
Structure :
Chromosomes usually have 8 parts; Centromere or primary contraction or kinetochore, chromatids, chromatin, secondary structure, telomere, chromomer, chromonema, and matrix.
- Centromere or kinetochore: This is the primary contraction of the center to which the chromatids or spindle fibers are attached. Its function is to enable the movement of chromosomes in the anaphase phase of cell division.
- Chromatids: During cell division, a chromosome splits into 2 equal half-strands connected by a centromere. Each half of the chromosome contains a chromatid. Each chromatid contains DNA, and they separate into anaphase to form different chromosomes. Both chromatids are connected to each other by a centromere.
- Chromatin: This is a complex of DNA and proteins that make chromosomes in the nucleus of eukaryotic cells. Nuclear DNA is highly concentrated to fit into the nucleus and is wrapped around molecular proteins. In other words, it does not exist as a free linear strand. Chromatin contains DNA, RNA, and proteins. Secondary contraction: This is usually for the molecular organization.
- Telomere: Telomere is the terminal area on each side of the chromosome. There are 2. Ach chromosomes
- Chromonema: This is a thread-like coiled filamentous structure along which the chromomera is arranged. Chromonema controls the size of chromosomes and acts as a gene-bearing site.
- Chromomeres: These chromosomes have a thread or bead-like structures. These are arranged in a line along the length of the chromonema. The number of chromosomes is fixed and is responsible for passing on the genes to the next generation during cell division.
- Matrix: The pelvic is the membrane surrounding each chromosome. The matrix is a jelly-like substance inside the pelvis. It is made up of non-genetic material.
The function of chromosomes
Sutton and Bauer first suggested the role of chromosomes in heredity in 1902.
- The most important function of chromosomes is to carry the basic genetic material – DNA. DNA provides genetic information for various cellular functions. These functions are essential for the growth, survival, and reproduction of organisms.
- Histones and other proteins occupy the chromosomes. These proteins protect it from chemical (e.g., enzymes) and physical forces. Thus, chromosomes also act to protect against the loss of genetic material (DNA) during the process of cell division.
- During cell division, spindle fibers are attached to the centromere and perform an important function. The contraction of the centromere of chromosomes ensures the accurate distribution of DNA (genetic material) in the female nucleus.
- Chromosomes contain histone and non-histone proteins. These proteins regulate the function of genes. Cellular molecules that regulate genes work by activating or deactivating these proteins. This activation and inactivity cause the chromosome to expand or contract.
Examples of chromosome types
- Metacentric chromosome: The centromere is located in the center of the metacentric chromosome. Both segments are of equal length as they are metacentric chromosomes. Example: Human chromosomes 1 and 3 are metacentric.
- Submetacentric chromosomes: In submetacentric chromosomes, the centromere is not present in the center. There is a slight offset from the centromere center. Therefore, both volumes are not of equal length or are odd. Example: Human chromosomes 4 to 12 are submetacentric.
- Acrocentric chromosome: The acrocentric chromosome has a centromere that is very offset in the center. Therefore, one strand is too long and one too short. Example: Human chromosomes 13, 15, 21, and 22 are acrocentric.
- Telocentric chromosomes: In telocentric chromosomes, the centromere is at the very end of the chromosome. Telocentric chromosomes are present in species like rats. Humans do not have telocentric chromosomes.
Question on chromosome structure
Q: How do genetic disorders occur?
Answer: Genetic disorders occur when the DNA sequence in the chromosome changes. Mutations are mutations in DNA sequences. Monogenic disorders occur when mutations in a gene occur. Multifactorial genetic disorders occur when mutations occur in multiple genes. Humans have 23 pairs of chromosomes. All diseases have genetic factors and mutations are passed on from one generation to the next. Cancer, diabetes, and obesity are examples of such diseases.
Chromosome Structure In Hindi
क्रोमोसोम नाभिक में मौजूद धागे जैसी संरचनाएं हैं। वे महत्वपूर्ण हैं क्योंकि उनमें मूल आनुवंशिक सामग्री डीएनए होती है। ये पौधों के केंद्रक के साथ-साथ पशु कोशिकाओं के अंदर मौजूद होते हैं। क्रोमोसोम की खोज सबसे पहले 1815 में स्ट्रासबर्गर ने की थी और ‘क्रोमोसोम’ शब्द का इस्तेमाल पहली बार 1888 में वाल्डेयर ने किया था। मनुष्य के शरीर में 46 क्रोमोसोम होते हैं। इन्हें 23 जोड़े में व्यवस्थित किया गया है। आइए हम गुणसूत्र संरचना पर विस्तार से चर्चा करें।
गुणसूत्र की परिभाषा
“ एक गुणसूत्र एक धागे की तरह दिखता है और प्रोटीन से बना कुंडलित पदार्थ होता है। क्रोमोसोम सभी कोशिकाओं के केंद्रक में मौजूद होते हैं और इसमें मूल आनुवंशिक पदार्थ डीएनए होता है, जो एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी में जाता है।
संरचना:
एक गुणसूत्र में आम तौर पर 8 भाग होते हैं; सेंट्रोमियर या प्राथमिक कसना या कीनेटोकोर, क्रोमैटिड्स, क्रोमैटिन, सेकेंडरी कंस्ट्रक्शन, टेलोमेयर, क्रोमोमेयर, क्रोमोनिमा और मैट्रिक्स।
- सेंट्रोमियर या काइनेटोकोर : यह केंद्र में प्राथमिक कसना है जिससे क्रोमैटिड या स्पिंडल फाइबर जुड़े होते हैं। इसका कार्य कोशिका विभाजन के एनाफेज चरण के दौरान गुणसूत्र की गति को सक्षम करना है।
- क्रोमैटिड: कोशिका विभाजन के दौरान, एक गुणसूत्र एक सेंट्रोमियर से जुड़े 2 समान आधे स्ट्रैंड में विभाजित होता है। एक क्रोमैटिड प्रत्येक आधे गुणसूत्र में शामिल होता है। प्रत्येक क्रोमैटिड में डीएनए होता है और एनाफेज में अलग होकर एक अलग गुणसूत्र बनाता है। दोनों क्रोमैटिड सेंट्रोमियर द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं।
- क्रोमैटिन: यह डीएनए और प्रोटीन का एक जटिल है जो यूकेरियोटिक कोशिकाओं के नाभिक के भीतर गुणसूत्र बनाता है। नाभिक के अंदर फिट होने के लिए परमाणु डीएनए अत्यधिक संघनित होता है और परमाणु प्रोटीन के चारों ओर लपेटा जाता है। दूसरे शब्दों में, यह मुक्त रैखिक किस्में के रूप में मौजूद नहीं है। क्रोमैटिन में डीएनए, आरएनए और प्रोटीन होते हैं ।
- माध्यमिक कसना: यह आम तौर पर नाभिकीय संगठन के लिए मौजूद होता है।
- टेलोमेरे: टेलोमेरे क्रोमोसोम के प्रत्येक पक्ष का टर्मिनल क्षेत्र है। Ach गुणसूत्र में 2 . होते हैं
- क्रोमोनिमा: यह एक धागे की तरह कुंडलित फिलामेंटस संरचना है जिसके साथ क्रोमोमेरेस व्यवस्थित होते हैं। क्रोमोनिमा क्रोमोसोम के आकार को नियंत्रित करता है और यह जीन असर की साइट के रूप में कार्य करता है।
- क्रोमोमेरेस: ये धागे या क्रोमोनिमा पर मौजूद मनके जैसी संरचनाएं हैं। ये क्रोमोनिमा की लंबाई के साथ एक पंक्ति में व्यवस्थित होते हैं। गुणसूत्रों की संख्या स्थिर होती है और यह कोशिका विभाजन के दौरान जीन को अगली पीढ़ी तक ले जाने के लिए जिम्मेदार होती है।
- मैट्रिक्स: पेलिकल प्रत्येक गुणसूत्र के आसपास की झिल्ली है। मैट्रिक्स जेली जैसा पदार्थ है जो पेलिकल के अंदर मौजूद होता है। यह गैर-आनुवंशिक सामग्री से बना है।
गुणसूत्रों के कार्य
सटन और बोवर ने पहली बार 1902 में आनुवंशिकता में गुणसूत्रों की भूमिका का सुझाव दिया था।
- गुणसूत्रों का सबसे महत्वपूर्ण कार्य मूल आनुवंशिक सामग्री – डीएनए को ले जाना है। डीएनए विभिन्न सेलुलर कार्यों के लिए आनुवंशिक जानकारी प्रदान करता है। ये कार्य जीवों की वृद्धि, उत्तरजीविता और प्रजनन के लिए आवश्यक हैं।
- हिस्टोन और अन्य प्रोटीन क्रोमोसोम को कवर करते हैं। ये प्रोटीन इसे रासायनिक (जैसे, एंजाइम) और भौतिक बलों से बचाते हैं। इस प्रकार, गुणसूत्र कोशिका विभाजन की प्रक्रिया के दौरान आनुवंशिक सामग्री (डीएनए) को क्षति से बचाने का कार्य भी करते हैं।
- कोशिका विभाजन के दौरान, सेंट्रोमियर से जुड़े स्पिंडल फाइबर सिकुड़ते हैं और एक महत्वपूर्ण कार्य करते हैं। गुणसूत्रों के सेंट्रोमियर का संकुचन बेटी के नाभिक को डीएनए (आनुवंशिक सामग्री) का सटीक वितरण सुनिश्चित करता है।
- क्रोमोसोम में हिस्टोन और गैर-हिस्टोन प्रोटीन होते हैं। ये प्रोटीन जीन क्रिया को नियंत्रित करते हैं। जीन को विनियमित करने वाले सेलुलर अणु इन प्रोटीनों को सक्रिय या निष्क्रिय करके काम करते हैं। यह सक्रियण और निष्क्रियता गुणसूत्र का विस्तार या अनुबंध करता है।
गुणसूत्रों के प्रकार के उदाहरण
- मेटासेंट्रिक क्रोमोसोम: मेटासेंट्रिक क्रोमोसोम में सेंट्रोमियर बिल्कुल केंद्र में मौजूद होता है। दोनों खंड मेटाकेंट्रिक गुणसूत्र हैं इसलिए समान लंबाई के हैं। उदाहरण: मानव गुणसूत्र 1 और 3 मेटाकेंट्रिक हैं।
- सबमेटासेंट्रिक क्रोमोसोम: सबमेटासेंट्रिक क्रोमोसोम में, सेंट्रोमियर बिल्कुल केंद्र में मौजूद नहीं होता है। सेंट्रोमियर केंद्र से थोड़ा ऑफसेट है। इसलिए दोनों खंड समान लंबाई के नहीं हैं या विषम हैं। उदाहरण: मानव गुणसूत्र 4 से 12 सबमेटासेंट्रिक हैं।
- एक्रोसेंट्रिक क्रोमोसोम: एक्रोसेन्ट्रिक क्रोमोसोम में एक सेंट्रोमियर होता है जो केंद्र से अत्यधिक ऑफसेट होता है। इसलिए, एक स्ट्रैंड बहुत लंबा है और एक बहुत छोटा है। उदाहरण: मानव गुणसूत्र 13,15, 21 और 22 एक्रोकेंट्रिक हैं।
- टेलोसेंट्रिक क्रोमोसोम: टेलोसेंट्रिक क्रोमोसोम में, सेंट्रोमियर क्रोमोसोम के बिल्कुल अंत में मौजूद होता है। टेलोसेंट्रिक क्रोमोसोम चूहों जैसी प्रजातियों में मौजूद होते हैं। मनुष्य के पास टेलोसेंट्रिक गुणसूत्र नहीं होते हैं।
गुणसूत्र संरचना पर प्रश्न
प्रश्न: आनुवंशिक विकार कैसे होते हैं?
उत्तर: जब गुणसूत्रों में डीएनए अनुक्रम बदलता है, तो आनुवंशिक विकार उत्पन्न होते हैं। उत्परिवर्तन डीएनए अनुक्रम में परिवर्तन को संदर्भित करता है। मोनोजेनिक विकार तब होता है जब एक जीन में उत्परिवर्तन होता है। बहुक्रियात्मक आनुवंशिक विकार तब होता है जब कई जीनों में उत्परिवर्तन होता है। मनुष्य में 23 जोड़े गुणसूत्र होते हैं। सभी रोगों में एक आनुवंशिक घटक होता है और उत्परिवर्तन एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी में जाते हैं। कैंसर, मधुमेह, मोटापा ऐसी बीमारियों के उदाहरण हैं।