Nhiễm sắc thể (NST) là cấu trúc quan trọng trong tế bào, mang thông tin di truyền quyết định sự di truyền và hình thành protein của sinh vật. Vậy, Thành Phần Hoá Học Của Nst Bao Gồm những gì? Bài viết này sẽ đi sâu vào cấu trúc và thành phần của NST, cũng như vai trò quan trọng của nó trong di truyền.
Walther Fleming là người đầu tiên đề xuất thuật ngữ Chromatin, tức sợi nhiễm sắc. Đến năm 1889, Wilhelm von Waldemeyer đã đề xuất thuật ngữ Chromosome – NST ngày nay.
Phân Loại Nhiễm Sắc Thể
Dựa vào đặc điểm cấu tạo, NST được phân thành hai loại chính:
- Nhiễm sắc thể thường: Các cặp NST này luôn đồng dạng trong tế bào lưỡng bội.
- Nhiễm sắc thể giới tính: Đóng vai trò quyết định giới tính trong quá trình sinh sản hữu tính, và có thể khác nhau về thành phần giữa các cặp NST.
Cấu Trúc Nhiễm Sắc Thể: Từ Vi Mô Đến Vĩ Mô
Cấu trúc NST khác nhau ở các loài sinh vật:
- Virus: Chỉ chứa ADN hoặc ARN, không có NST thực sự.
- Sinh vật nhân sơ: NST là một phân tử ADN vòng, thường được gọi là ADN-NST để phân biệt với plasmid.
- Sinh vật nhân thực: Cấu trúc phức tạp, đa dạng và dễ quan sát nhất ở kì giữa của quá trình nguyên phân khi NST co xoắn cực đại.
Mỗi NST sau khi nhân đôi sẽ có 2 cromatit, mỗi cromatit chứa một phân tử ADN (một nửa là vật liệu cũ và một nửa là mới tổng hợp). Hình dạng và kích thước đặc trưng của NST được tạo ra nhờ sự đóng xoắn cực đại của các cromatit.
Hình dạng NST ở mỗi loài khác nhau, nhưng chủ yếu có bốn loại: hình hạt, hình móc, hình que và hình chữ V.
Thành Phần Hoá Học Của Nhiễm Sắc Thể: Cấu Trúc Siêu Hiển Vi
Vậy, thành phần hoá học của NST bao gồm những gì? NST được cấu tạo bởi hai thành phần chính:
- ADN (Acid Deoxyribonucleic): Chứa thông tin di truyền.
- Protein (chủ yếu là Histone): Đóng vai trò quan trọng trong việc tổ chức và bảo vệ ADN.
Hai thành phần này tạo nên chất nhiễm sắc.
Mỗi đoạn ADN gồm 146 cặp nucleotide quấn quanh một khối cầu protein histone, tạo nên nucleosome. Một phân tử protein histone và một đoạn ADN nối các nucleosome lại với nhau, tạo thành chuỗi polynucleosome (sợi cơ bản) có đường kính 11nm.
Sự xoắn bậc cao của sợi cơ bản:
- Xoắn lần 1: Tạo sợi nhiễm sắc có đường kính 30nm.
- Xoắn lần 2: Tạo sợi siêu xoắn có đường kính 300nm.
- Xoắn lần 3: Tạo cromatit có đường kính 700nm.
Quá trình xoắn cực đại này giúp NST thu gọn cấu trúc không gian từ 15.000 đến 20.000 lần so với chiều dài phân tử ADN, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân li, tổ hợp và di chuyển trong quá trình phân bào.
Chức Năng Quan Trọng Của Nhiễm Sắc Thể
NST đóng vai trò quyết định trong di truyền, đảm bảo lưu giữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.
- Lưu trữ thông tin di truyền: Gen chứa thông tin di truyền nằm trên NST và di truyền cùng nhau.
- Bảo quản thông tin di truyền: Thông tin di truyền được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác nhờ cơ chế nhân đôi, phân li và tổ hợp qua quá trình nguyên phân và giảm phân.
- Điều hòa hoạt động gen: NST có thể điều hòa hoạt động gen thông qua hoạt động cuộn xoắn và tháo xoắn.
Đột biến nhiễm sắc thể có thể dẫn đến nhiều bệnh liên quan, gây dị tật bẩm sinh và ảnh hưởng đến não và các bộ phận khác của cơ thể.
Các Bệnh Liên Quan Đến Đột Biến Nhiễm Sắc Thể
Một số hội chứng phổ biến liên quan đến đột biến NST bao gồm:
- Hội chứng Patau: Do bất thường trong phân chia tế bào, dẫn đến việc sao chép sai lệch thông tin di truyền của NST số 13.
- Hội chứng Down: Do có thêm một NST số 21. Trẻ mắc bệnh Down thường có thiểu năng trí tuệ và các vấn đề sức khỏe khác.
- Hội chứng Siêu Nữ (Hội chứng 3X): Do có 3 NST X. Hội chứng này có thể gây chậm phát triển ngôn ngữ, kỹ năng vận động, và các vấn đề về tâm lý.
Hiểu rõ thành phần hoá học của NST và chức năng của nó là rất quan trọng để nắm bắt cơ chế di truyền và các bệnh liên quan đến đột biến NST. Việc bảo vệ môi trường và tránh các tác nhân gây hại có thể giúp giảm thiểu nguy cơ đột biến NST và các bệnh di truyền.
