genomiskt DNA
innan man diskuterar de steg som en cell måste åta sig att replikera krävs en djupare förståelse av strukturen och funktionen hos en cells genetiska information. En cells DNA, förpackad som en dubbelsträngad DNA-molekyl, kallas dess genom. I prokaryoter består genomet av en enda dubbelsträngad DNA-molekyl i form av en slinga eller cirkel (Figur 1). Regionen i cellen som innehåller detta genetiska material kallas en nukleoid., Vissa prokaryoter har också mindre slingor av DNA som kallas plasmider som inte är nödvändiga för normal tillväxt. Bakterier kan utbyta dessa plasmider med andra bakterier, ibland ta emot nyttiga nya gener som mottagaren kan lägga till deras kromosomala DNA. Antibiotikaresistens är ett drag som ofta sprider sig genom en bakteriell koloni genom plasmidutbyte.
Figur 1. Prokaryoter, inklusive bakterier och archaea, har en enda cirkulär kromosom belägen i en central region som kallas nukleoiden.,
Figur 2. Det finns 23 par homologa kromosomer i en kvinnlig mänsklig somatisk cell. De kondenserade kromosomerna ses inom kärnan (toppen), avlägsnas från en cell i mitos och sprids ut på en glid (höger) och artificiellt anordnad enligt längd (vänster); ett arrangemang som detta kallas en karyotyp. I denna bild utsattes kromosomerna för fluorescerande fläckar för differentiering av de olika kromosomerna., En metod för färgning som kallas ”kromosommålning” använder fluorescerande färgämnen som markerar kromosomer i olika färger. (credit: National Human Genome Project / NIH)
i eukaryoter består genomet av flera dubbelsträngade linjära DNA-molekyler (Figur 2). Varje art av eukaryoter har ett karakteristiskt antal kromosomer i kärnorna i sina celler. Mänskliga kroppsceller har 46 kromosomer, medan mänskliga könsceller (spermier eller ägg) har 23 kromosomer vardera. En typisk kroppscell, eller somatisk cell, innehåller två matchade uppsättningar kromosomer, en konfiguration som kallas diploid., Bokstaven n används för att representera en enda uppsättning kromosomer; därför betecknas en diploid organism 2N. mänskliga celler som innehåller en uppsättning kromosomer kallas gameter eller sexceller; dessa är ägg och spermier och betecknas 1n eller haploid.
matchade par kromosomer i en diploid organism kallas homologa (”samma kunskap”) kromosomer. Homologa kromosomer är lika långa och har specifika nukleotidsegment som kallas gener på exakt samma plats, eller locus., Gener, de funktionella enheterna av kromosomer, bestämmer specifika egenskaper genom att koda för specifika proteiner. Egenskaper är variationerna av dessa egenskaper. Hårfärg är till exempel en egenskap med egenskaper som är blonda, bruna eller svarta.
varje kopia av ett homologt par kromosomer härstammar från en annan förälder; därför är generna själva inte identiska. Variationen av individer inom en art beror på den specifika kombinationen av de gener som ärvs från båda föräldrarna., Även en något förändrad sekvens av nukleotider inom en gen kan resultera i ett alternativt drag. Till exempel finns det tre möjliga gensekvenser på den mänskliga kromosomen som kod för blodgrupp: sekvens A, sekvens B och sekvens O. eftersom alla diploida mänskliga celler har två kopior av kromosomen som bestämmer blodgrupp, bestäms blodgruppen (egenskapen) genom vilken två versioner av markörgenen ärvs., Det är möjligt att ha två kopior av samma gensekvens på båda homologa kromosomer, med en på vardera (till exempel AA, BB eller OO), eller två olika sekvenser, såsom AB.
mindre variationer av egenskaper, såsom blodgrupp, ögonfärg och handedness, bidrar till den naturliga variationen som finns inom en art. Men om hela DNA-sekvensen från något par mänskliga homologa kromosomer jämförs, är skillnaden mindre än en procent., Könskromosomerna, X och Y, är det enda undantaget från regeln om homolog kromosom enhetlighet: andra än en liten mängd homologi som är nödvändig för att exakt producera gameter, de gener som finns på X-och Y-kromosomerna är olika.
Lämna ett svar