تعد الكروموسومات هي الهياكل الأكثر أهمية في الخلية أثناء الانقسام، حيث تحتوي على الحمض النووي الذي يقوم بنقل المعلومات الوراثية من جيل إلى جيل. توجد نوعان من الكروموسومات، وهما الكروموسومات الذاتية والكروموسومات الجنسية، وتلعب الكروموسومات الجنسية دورًا مهمًا في تحديد الجنس .
الكروماتين (Chromatin)
هو عبارة عن خليط من البروتينات التي تُعد محتويات نواة أي خلية والحمض النووي ، وتتمثل وظائف الكروماتين الرئيسية في ربط الحمض النووي في أقل سعة لكي تحتويه الخلية ، بالإضافة إلى تقوية الحمض النووي ليتم السماح لها بـ الانقسام الغير مباشر ، بجانب منع الحمض النووي من التلف ، وإمكانية التحكم في العمل الجيني والقدرة على نَسخ الحمض النووي .
يتكون الكروماتين بصورة أساسية من الهستونات والتي تقوم بالضغط على الحمض النووي ، يتواجد الكروماتين في الخلايا ذات نواة حقيقية فقط ، حيث أن الخلايا ذات النواة البدائية تتكون من نظام من الحمض النووي مغاير عن غيرها من الخلايا حقيقية النواة ، حيث يُشار إلى هذا الحمض النووي بأنه يحمل جين الكروموسوم دون وجود كروماتين .
تركيب الكروماتين
يعتمد تركيب الكروماتين على بعض العوامل، مث
تتوقف تركيب الكروماتين بشكل عام على مرحلة من مراحل دورة الخلية، حيث أثناء تكوين الكروماتين في المرحلة البينية، يكون في حالة هيكلية بنوية، مما يسمح له بالوصول إلى بوليميراز الحمض النووي الريبوزي (RNA) وبوليميراز الحمض النووي (DNA)، المسؤولة عن نسخ وتكرار الحمض النووي (DNA). وتتوقف عملية تكوين الكروماتين أثناء التكوين البيني أولا على الجينات المتاحة في الحمض النووي .
تتكون عملية تنظيم الكروماتين عادةً من ثلاث مراحل، حيث يلتف الحمض النووي (DNA) حول بروتينات الهستون، ليتم تشكيل جزيئات نووية تشبه الخرز على خيط، وتعتبر الكروماتين هي الشكل الحقيقي للحمض النووي، وتقوم بروتينات الهستون بالالتفاف حوله بشكل دقيق بمقدار 30 نانومترًا .
الكروماتيد (Chromatid)
يمثل الكروموسوم المضاعف صورة واحدة من الكروموسومات الموجودة في نواة الخلية، ويتألف من شريطين ويتواجد في الجزء المركزي المسمى بـ (Centromere) .
تتصل الكروماتيدين ببعضها البعض في منطقة مركزية معينة تسمى السنترومير، وعند المستوى النهائي من انقسام الخلية، تنفصل الكروماتيدات عن بعضها البعض طوليًا لتصبح كروموسومات فردية .
انواع الكروموسومات
تُعد الكروموسومات أحد أبرز الهياكل الموجودة في الخلية خلال عملية الانقسام، حيث تحتوي على الحمض النووي الذي يُحمل مسؤوليته نقل المعلومات الوراثية من جيل إلى آخر، ويوجد نوعان من الكروموسومات وهما:
- الكروموسومات الذاتية .
- الكروموسومات الجنسية تحدد نوع الجنس وتكمن أهميتها في ذلك .
كيفية تكوين الكروماتيد
- يوجد الكروماتيد فقط في الخلايا التي تحتوي على نواة حقيقية، حيث يتم العثور على الحمض النووي في الكروموسومات داخل النواة .
- تتألف الكروموسومات من جزيء وحيد يحتوي على مزيج من الحمض النووي والبروتينات، وتوجد بصورة خطية، وتحتوي على الحمض النووي بصورة مختلطة، ويوجد العديد من الكروموسومات داخل نواة واحدة .
- في الخلايا البدائية ذات النواة الغير متطوّرة، يكون الحمض النووي مزدوجًا واحدًا يشكّل الكروموسوم، وفي الكروموسومات البدائية النواة لا يتواجد بها بروتينات .
- في داخل الفيروسات يوجد إحدى المواد الوراثية dna أو rna، ويمكن العثور عليها في صورة مزدوجة وخطية أو دائرية .
- يتضمن كل كروموسوم جزيء من الحمض النووي الطويل، وهو مكون من الملايين من النيوكليوتيدات. تتميز هذه النوكليوتيدات بتسلسل أزواج قواعد النيتروجين. ترتب النيوكليوتيدات بأساليب متنوعة لتكون سلاسلا بولي نوكليوتيدية، وبالتالي يكون التسلسل الرئيسي لهذه السلاسل متنوعا بينها، مما يؤدي إلى تسلسل أزواج القواعد .
- في جزيء الحمض النووي، تعمل عدة أجزاء كجينات متنوعة، والجين هو عبارة عن عدة معلومات وراثية خاصة يتم تحديدها بواسطة تسلسل معين من زوج القواعد. يعتبر جزيء الحمض النووي هو المكون المماثل للمواد الوراثية للكائنات الحية، ويتحكم في خصائص الكائنات وصفاتها الموروثة .
- الحمض النووي ذو بنيان بسيط وثابت ومستقر ، فيمكنك أن تقوم بتخزين كافة المعلومات إضافة إلى تسلسل أزواج قاعدة النيتروجينية ، وتستطيع أن تقوم بتغيير معلوماتها بنسبة بسيطة خاصة مناسبات نادرة ، وهكذا نجد أن الحمض النووي يستطيع أن يقوم بتكرار نفسها في سبيل إنتاج نُسخ مشابهة بنسبة كبيرة .
- أثناء مرحلة التخليق من الانقسام النووي ، نستطيع أن نرى كل كروموسوم مع 2 كروماتيد ويتم ذلك من خلال سنترومير ، أثناء الطورية ، يتم تعليق عدد من الأنابيب الدقيقة على سنترومير أثناء الطور ، من خلالها يتم ابعاد السنترومير عن الكروماتيد ، بعد عملية الانفصال تستطيع أن نطلق على الكروماتيد كروموسوم ، بعدها تأتي مرحلة رسم الكروماتيد إلى الأقطاب المواجهة لها للخلية ، خلال ذلك الكروماتيدات يلتف ليصل إلى القطب المعاكس للخلية .
كيفية تكوين الكروماتين
أثناء المرحلة البينية من دورة حياة الخلية ، لا يمكن رؤية الكروموسومات وذلك لأنها تكون على هيئة خيط رفيع وطويل تشبه الهياكل وتدعى الكروماتين . الكروماتين تكون طويلة و مثل الهياكل ، وهي مكونة من مزيج من الحمض النووي والبروتينات هيستون ، أثناء انقسام الخلية تصير أقل طولاً وأكثر سُمكاً وتدعى وقتها الكروموسومات .
الفرق بين الكروماتين والكروماتيد
- تتكون الكروماتين من خيط رفيع وطويل يشبه الهيكل، ويتكون من مزيج من الحمض النووي والبروتينات الهيستون، وبعد انقسام الخلية، يصبح الكروماتين أقصر وأكثر سمكًا ويتحول إلى الكروموسومات .
- أثناء مرحلة التخليق من الانقسام النووي ، نستطيع أن نرى كل كروموسوم مع 2 كروماتيد ويتم ذلك من خلال سنترومير ، أثناء الطورية ، يتم تعليق عدد من الأنابيب الدقيقة على سنترومير أثناء الطور، من خلالها يتم ابعاد السنترومير عن الكروماتيد ، بعد عملية الانفصال تستطيع أن نطلق على الكروماتيد كروموسوم .
- تأتي المرحلة التالية بعد ذلك، وهي رسم الكروماتيدات إلى الأقطاب المتناقضة للخلية، حيث يتم تلف الكروماتيدات حول الأقطاب .
الفرق بين الكروماتين والكروموسوم والكروماتيد
غالبًا ما يواجه الناس صعوبة في التمييز بين مصطلحات الكروموسومات والكروماتين والجينات، وعلى الرغم من أن جميع الهياكل الثلاثة مصنوعة من الحمض النووي وتوجد داخل النواة، إلا أنه يتم تحديد كل منها بشكل فريد .
يتألف الكروماتين من الحمض النووي والهستونات في ألياف رفيعة، ويمكن العثور على ألياف الكروماتين إما في شكل مضغوط (هيدروكروماتين) أو أصغر (كروماتين) .
تتم العمليات الخلوية، بما في ذلك تكرار الحمض النووي والتكاثف وإعادة التركيب في الكروماتين، أثناء الانقسام الخلوي، ويحدث تكثيف الكروماتين لتشكيل الكروموسومات .
الكروموسومات هي مجموعات أحادية الجدار من الكروماتين المكثف خلال عمليات انقسام الخلايا والانقسام الاختزالي ، تتكاثر الكروموسومات وتحصل كل خلية جديدة على العدد الصحيح من الكروموسومات ، الكروموسوم المزدوج مجدولة وله شكل X مألوف ، متطابقان و متصلان في منطقة مركزية تسمى سنترومير .
يعتبر الكروماتيد هو إما حبل متجزأ من الكروموسوم، ويطلق عليه الكروماتيدات المتصلة بواسطة سنترومير، وفي نهاية عملية انقسام الخلية، تنقسم الكروماتيدات الشقيقة إلى كروموسومات الأبناء في الخلايا الأبناء الناشئة حديثا .