세포의 분열
모든 종의 유기체(박테리아, 악어, 잡초)는 잔디밭에서 자라며 번식합니다. 가장 작은 것부터 가장 큰 생물에 이르기까지 모든 종은 다음과 같은 자손을 낳습니다. 스스로 유전 정보를 전달합니다. 그들을 현재의 모습으로 만듭니다. 이번 장에서 우리는 세포가 어떻게 작용하는지 조사하여 유전을 고려 재현합니다. 세포 재생의 메커니즘과 그 생물학적 결과는 지구상의 생명체가 진화하는 동안 크게 변화했습니다. 박테리아는 진핵생물보다 훨씬 더 간단하게 분열합니다. 원핵생물이고 핵이 없는 박테리아에서는 세포가 분할은 이분법이라는 간단한 절차로 구성됩니다. 세포는 다음과 같이 분열됩니다.
두 개의 동일하거나 거의 동일한 절반이 됩니다. 유전적 정보. 즉, 게놈은 세포의 생애 초기에 복제됩니다. 이는 단일의 원형 이중 가닥 DNA 분자로 존재합니다. 이 DNA 원을 박테리아 세포에 맞추는 것은 놀라운 포장 기술입니다. 대장균과 같은 박테리아의 길이는 약 500배 더 깁니다. 세포 자체보다 DNA 원형은 박테리아 세포 원형질막의 세포질 표면의 한 지점에 부착됩니다. 복제 원점이라고 불리는 DNA 분자의 특정 부위에서 22개 이상의 서로 다른 단백질로 구성된 배터리가 복제를 시작합니다. DNA를 복사하는 과정이 효소들이 원을 따라 계속 진행되었을 때 DNA, 세포는 게놈의 두 복사본을 가지고 있습니다. 이것들 "딸" 게놈은 혈장에 나란히 부착됩니다. 박테리아 세포가 초기 세포의 약 2배로 성장 크기는 세포 분열의 시작을 유도합니다. 최근의 풍부한 증거는 두 개의 딸 염색체가 이 과정에서 적극적으로 분할된다는 것을 시사합니다. 이 과정이 진행됨에 따라 세포는 새로운 원형질막과 세포를 낳습니다. 부착 부위 사이의 구역에 있는 벽 재료 두 딸 게놈. 새로운 원형질막이 성장합니다. 게놈 사이 결국 그것은 끝까지 닿습니다. 세포의 중심을 두 개로 나눕니다. 두 게놈 사이에 막이 형성되기 때문에 각각의 새로운 세포는 게놈 중 하나를 유지하는 것이 보장됩니다. 마지막으로 새로운 막 주위에 벽이 형성됩니다. 진핵생물의 진화는 세포 분열 과정에 몇 가지 추가적인 요인을 도입했습니다. 진핵세포는 박테리아보다 훨씬 크며, 그 게놈에는 훨씬 더 많은 DNA가 포함되어 있습니다. 진핵생물의 DNA는 선형 염색체의 수, 그 조직이 훨씬 더 많습니다.
박테리아의 단일 원형 DNA 분자보다 더 복잡합니다. 염색체에서 DNA는 복합체를 형성합니다. 히스톤이라는 포장 단백질을 가지고 있으며 단단히 응축된 코일입니다.
염색체의 발견
염색체는 고도로 정렬된 구조입니다. 염색체는 1882년 독일의 발생학자 발터 플레밍(Walther Fleming)이 처음으로 관찰했다. 도롱뇽 유충의 세포가 빠르게 분열하고 있습니다. 플레밍 때 이제는 오히려 세포를 살펴보았습니다. 원시 광학 현미경으로 그는 그 안에 미세한 실을 보았습니다. 세로로 나누어져 있는 것처럼 보이는 핵. 플레밍은 그리스어 단어에 기초하여 분열을 유사분열이라고 불렀습니다. 미토스(mitos)는 '실'을 의미합니다. 최초 발견 이후 염색체가 발견되었습니다. 검사된 모든 진핵생물의 세포에서. 그들의 번호는 다음과 같습니다 한 종에서 다른 종으로 엄청나게 다양합니다. 몇 가지 종류의
호주 개미인 미르메시아(Myrmecia)와 같은 유기체와 해바라기의 친척인 Haploappus gracilis. 또 북미 사막의 곰팡이인 Penicillium은 염색체는 1쌍뿐인 반면, 일부 양치류는 더 많은 염색체를 가지고 있습니다. 500쌍 이상 대부분의 진핵생물은
체세포에는 10개와 50개의 염색체가 있습니다. 인간 세포에는 각각 46개의 염색체가 있으며, 이는 거의 동일한 23개의 쌍으로 구성됩니다. 각각의 이 46개의 염색체에는 사람의 신체가 발달하고 기능하는 방식을 결정하는 데 중요한 역할을 하는 수백 또는 수천 개의 유전자가 포함되어 있습니다. 이러한 이유로 모든 염색체를 소유하는 것은 생존에 필수적입니다. 단염색체성이라고 불리는 상태인 염색체가 하나라도 없는 인간은 대부분의 경우 배아 발달에서 살아남지 못합니다. 또한 그렇지 않습니다. 인간 배아는 여분의 물질로 적절하게 발달합니다. 어느 한 염색체의 복사본, 삼염색체성(trisomy)이라고 불리는 상태입니다. 가장 작은 염색체 중 일부를 제외한 모든 염색체에 대해, 삼염색체성은 치명적이며 이러한 소수의 경우에도 심각합니다. 문제가 발생합니다. 추가 사본을 소지한 개인 예를 들어 아주 작은 21번 염색체가 발달합니다. 정상보다 속도가 느리고 정신 지체가 있는 경우 다운증후군이라고 불리는 상태가 됩니다.
염색체의 구성
염색체는 염색질 복합체인 염색질로 구성되어 있습니다. DNA와 단백질; 대부분은 약 40% DNA이고 60% 단백질이고 또 상당한 양의 RNA도 연관되어 있습니다. 염색체가 있는 곳은 염색체이기 때문이다. RNA 합성. 염색체의 DNA는 매우 하나이다. 끊어지지 않고 뻗어 있는 긴 이중 가닥 섬유 염색체의 전체 길이와 전형적인 인간 염색체의 DNA에는 약 1억 4천만개의 뉴클레오티드가 들어 있습니다. 정보의 양 하나 염색체에는 약 280권의 인쇄본이 들어있습니다. 각 뉴클레오티드가 다음에 해당하는 경우 각각 1000페이지 “단어”라고 적혀 있었고 각 페이지에는 약 500단어가 있었습니다. 게다가 단일 염색체의 DNA 가닥이 일직선으로 배치하면 길이가 약 5센티미터(2인치)가 됩니다. 그러한 가닥을 핵에 맞추는 것은 축구장 길이의 끈을 밀어넣는 것과 같습니다. 야구공에 들어가는 것은 46개의 염색체 중 단 하나에 불과합니다.그러나 세포는 DNA가 감겨져 있어 세포에 들어갈 수 있습니다.
염색체 코일링
어떻게 이 긴 DNA 섬유가 그렇게 촘촘하게 감길 수 있을까요? 우리가 부드럽게 진핵생물의 핵을 파괴하고 DNA를 검사해봅니다. 전자현미경으로 관찰해 보면 그것이 끈 모양의 끈과 비슷하다는 것을 알 수 있습니다. 구슬 200개의 뉴클레오티드마다 DNA 이중체가 8개의 히스톤 단백질 코어 주위에 감겨져 뉴클레오솜으로 알려진 복합체를 형성합니다. 대부분과 달리 전체적으로 음전하를 띠는 단백질, 히스톤 기본 물질이 풍부하기 때문에 양전하를 띠고 있습니다. 아미노산 아르기닌과 라이신. 따라서 그들은 DNA의 음전하를 띤 인산염 그룹에 강하게 끌립니다. 히스톤 코어는 따라서 "자기 형태"로 작용합니다. DNA의 코일링을 촉진하고 안내합니다. 추가 코일링 뉴클레오솜의 끈이 둘러싸일 때 발생합니다. 슈퍼 코일이라고 불리는 고차 코일입니다. 염색질의 고도로 응축된 부분을 염색질이라고 합니다. 이질염색질. 이들 부분 중 일부는 영구적으로 응축되어 있어 DNA가 전혀 발현되지 않습니다. 유크로마틴(euchromatin)이라고 불리는 염색체의 나머지 부분은 다음과 같습니다. 세포 분열 중에만 응축되며, 컴팩트하게 포장하면 염색체의 이동이 촉진됩니다. 조금도 다른 경우에는 유크로마틴이 개방형으로 존재하며 그 유전자가 발현될 수 있습니다. 염색질의 방식 세포가 분열하지 않을 때 포장되는 현상은 뉴클레오솜 수준을 넘어서는 잘 이해되지 않으며 집중적인 연구 주제입니다.