Nhiễm sắc thể ở người có nhiều hình dạng khác nhau, bao gồm hình hạt, hình que, hình chữ V và hình móc. Ở một số loài, đặc biệt là trong giai đoạn ấu trùng, xuất hiện các nhiễm sắc thể khổng lồ, có kích thước lớn hơn hàng nghìn lần so với bình thường. Ví dụ điển hình là nhiễm sắc thể ở ấu trùng ruồi giấm. Nhiễm sắc thể thường có chiều dài từ 0.2 đến 50 micromet và chiều ngang từ 0.2 đến 2 micromet.
Nhiễm sắc thể được cấu tạo từ chất nhiễm sắc, bao gồm ADN và protein. Đơn vị cấu trúc cơ bản của nhiễm sắc thể là nuclêôxôm. Vậy, Cấu Trúc Của Một Nuclêôxôm Gồm những gì?
Nuclêôxôm là đơn vị cơ bản, lặp đi lặp lại trong cấu trúc nhiễm sắc thể.
Cấu trúc của một nuclêôxôm gồm một lõi protein histon và một đoạn ADN quấn quanh lõi này. Cụ thể:
-
Lõi Histon: Mỗi nuclêôxôm chứa 8 phân tử protein histon (2 phân tử mỗi loại H2A, H2B, H3, và H4) tạo thành một khối cầu dẹt. Khối protein này đóng vai trò là trung tâm để ADN quấn quanh.
-
ADN: Khoảng 146 cặp nucleotide của phân tử ADN quấn quanh khối histon khoảng 1.75 vòng xoắn.
Các nuclêôxôm được nối với nhau bằng các đoạn ADN liên kết (linker DNA) và một protein histon H1. Mỗi đoạn ADN liên kết này có khoảng 15-100 cặp nucleotide.
Tổ hợp ADN với protein histon tạo thành sợi cơ bản có đường kính khoảng 11 nm. Sợi cơ bản này tiếp tục cuộn xoắn thứ cấp tạo thành sợi nhiễm sắc có đường kính khoảng 30 nm. Sợi nhiễm sắc lại tiếp tục đóng xoắn tạo thành ống rỗng có đường kính khoảng 300 nm, gọi là sợi siêu xoắn. Cuối cùng, sợi siêu xoắn đóng xoắn để tạo thành chromatit, có đường kính khoảng 700 nm.
Nhờ cấu trúc xoắn cuộn phức tạp này, nhiễm sắc thể có thể thu gọn chiều dài của ADN từ 15,000 đến 20,000 lần so với chiều dài ban đầu của nó. Ví dụ, nhiễm sắc thể dài nhất ở người chứa ADN dài khoảng 82 mm, nhưng sau khi đóng xoắn cực đại ở kỳ giữa, nó chỉ dài khoảng 10 micromet. Sự thu gọn này rất quan trọng cho việc tổ hợp và phân ly của nhiễm sắc thể trong quá trình phân bào.
Có nhiều loại nhiễm sắc thể khác nhau, bao gồm:
-
Nhiễm sắc thể đơn: Chỉ gồm 1 sợi ADN kép.
-
Nhiễm sắc thể kép: Được tạo thành từ sự nhân đôi nhiễm sắc thể, gồm 2 chromatit giống hệt nhau và dính nhau ở tâm động.
-
Cặp nhiễm sắc thể tương đồng: Gồm 2 nhiễm sắc thể giống nhau về hình dạng và kích thước nhưng khác nhau về nguồn gốc (một từ bố, một từ mẹ).
Nhiễm sắc thể được chia thành hai loại chính: nhiễm sắc thể thường và nhiễm sắc thể giới tính.
Hiểu rõ cấu trúc của một nuclêôxôm gồm những thành phần gì giúp chúng ta hiểu sâu hơn về cơ chế di truyền và các quá trình sinh học quan trọng diễn ra trong tế bào.
