3 Metabolismus organismů

Chromozóm (z řec. chroma - barva a soma - tělo) je specifická barvitelná buněčná struktura eukaryot přítomná v jádře. Skládá se z DNA a histonů. Účelem jeho existence je usnadnit rovnoměrné rozdělení genetické informace do dceřiných buněk. Soubor všech chromozómů v jádře se nazývá karyotyp. Chromozómy jsou pozorovatelné světelným mikroskopem především při buněčném dělení.

Chromozóm sestává z histonových bílkovin, které tvoří jakousi kostru, na níž se namotává molekula DNA (1,6 – 8,2 cm), a zároveň se podílí na různých dalších úkolech (replikace DNA, ochrana DNA, regulace replikace atd…). Tento komplex DNA a bílkovin se nazývá chromatin. V oblastech chromozómu se strukturní funkcí se ještě může vyskytovat RNA.

Struktura chromatinu má několik úrovní. Základní jednotkou je nukleozóm, struktura tvořená histonovými molekulami omotanými vláknem DNA (asi 80 párů bází). Vyšší strukturou je solenoid, spiralizované uspořádání nukleozómů (1 závit tvoří asi 6 nukleozómů a nese 1200 párů bází). Solenoidy se uspořádávají do smyček, z nichž každá obsahuje okolo 50 otoček solenoidu a nese stovky tisíc párů bází. 18 smyček pravidelně uspořádaných okolo základní proteinové matrice vytváří základní segment chromozómu.

Stavba chromozómu

Submetacentrický chromozóm: 1. chromatida, 2. centromera, 3. krátké rameno chromatidy, 4. dlouhé rameno chromatidy

Morfologie (tvarové uspořádání) těla řádně spiralizovaného chromozómu je nejlépe pozorovatelná ve stadiu metafáze nebo rané anafáze, v jiných fázích jaderného dělení je již zkreslován despiralizací (jinak též dekondezací) chromozómu.

Chromozóm je tedy pentlicovitý útvar tvořený zpravidla dvěma podélně orientovanými chromatidami (výjimkou jsou tzv. polyténní chromozómy), které jsou propojeny centromerou v oblasti tzv. primární konstrikce. Primární konstrikce rozděluje chromatidy na dvě ramena. U některých druhů chromozómů se vyskytuje ještě tzv. sekundární konstrikce, která odděluje z jedněch ramen tzv. satelit. Vnější koncové oblasti ramen chromatid (ty odvrácené od centromery) se nazývají telomery a u živočichů hrají důležitou úlohu v procesu stárnutí. Telomery, centromera a oblasti konstrikce mají strukturní funkci a neobsahují genetickou informaci.

Poloha centromery

Na základě umístění centromery rozlišujeme základní morfologické typy chromozómů:

Metacentrický chromozóm - centromera je umístěna zhruba uprostřed chromozómu a dělí chromatidy na dvě zhruba stejně dlouhá ramena. Chromozóm má po replikaci DNA tvar blížící se písmenu X.

Submetacentrický chromozóm - centromera je výrazněji posunuta směrem ke konci jedněch ramen.

Akrocentrický chromozóm - centromera dělí chromatidy na jedno rameno velké a jedno malé uzlovité.

Telocentrický chromozóm - centromera je umístěna u oblasti telomer a chromozóm se tak i v G2 fázi opticky jeví jako jednoramenný a připomíná písmeno V. Tento typ chromozómu se v karyotypu člověka na rozdíl od ostatních nevyskytuje.