kromosomer

I dyr, planter og sopp har kromosomene form som staver, mens i bakterier har kromosomene form som en sirkel. Noen arter har mange kromosomer, andre har få. Antallet er forskjellig fra art til art og det har lite å gjøre med hvor kompleks organismen er. Kromosomene opptrer to og to i par. Mennesker har 23 par kromosomer – to sett – som til sammen utgjør totalt 46 kromosomer.

Kromosomer er store molekyler som består av DNA (arvemateriale) og proteiner. DNA har form som lange, tynne tråder som er flere centimeter lange, men i kromosomene er disse trådene kveilet opp og surret sammen ved hjelp av proteiner slik at kromosomene blir mye tykkere enn det selve DNA-tråden er. Mange forskjellige proteiner er festet til DNA og holder DNA-tråden sammen.

Bare om lag fem prosent av DNA i kromosomet inneholder gener. Resten av DNA inneholder ikke-kodende sekvenser og repeterte enheter av forskjellig slag. Noe av dette DNA er viktige komponenter i kromosomstrukturer som sentromerer og telomerer, mens andre finnes i områder som kalles heterokromatin fordi det lar seg farge annerledes enn det omliggende eukromatin (se kromatin).

Proteinenes rolle i kromosomene er ikke helt klarlagt. De proteinene som kalles histoner (som bare finnes i cellekjernen), er sannsynligvis av grunnleggende betydning for reguleringen av genenes funksjon. De proteinene som ikke er av histon-type, består vesentlig av enzymer som er involvert i DNA-funksjoner som reparasjon, replikasjon og transkripsjon.

Fem ulike proteiner som kalles histoner pakker DNA i en fiber med små knuter, nukleosomer, som er grunnenheten i oppbyggingen av kromosomet. Denne fiberen er kveilet opp til en tykkere kromosomfiber, som i sin tur er foldet til den kromosomtråden vi kan se med lysmikroskop under celledeling. Pakkingen her skjer ved hjelp av sure proteiner, men detaljene i disse finstrukturene er ikke kjent. Når cellen ikke er i deling, er DNA mindre tett pakket og kromosomene sees da som uregelmessige, trådaktige strukturer i kjernen, kromatin.

Før en celle kan dele seg, må den fordoble sine arveanlegg, slik at de to dattercellene kan få samme kromosomsammensetning som morcellen. Det skjer ved at hvert DNA-molekyl bygger opp en kopi av seg selv, og i delingsfasen vil kromosomene derfor bestå av to helt like halvdeler (kromatider), som holdes sammen av en knuteformet dannelse (sentromeren). Under delingen spaltes sentromeren på langs, og hver av de nye cellene får et kromatid fra hvert kromosom. Denne formen for deling kalles mitose og er karakteristisk for alle kroppsceller som skal dele seg når et individ vokser, eller når celler skal fornyes. Alle celler som dannes ved mitosen, har samme genetiske utstyr som morcellen. At «etterkommere» av morcellen utvikler seg til forskjellige celletyper med forskjellige funksjoner, hudceller, leverceller, muskelceller, nerveceller og så videre, skyldes mekanismer som aktiverer og inaktiverer gener på forskjellige tidspunkter av utviklingen.

Kromosomene studeres lettest i celledeling, noe som kan sees ved vevsprøver av vev der cellene er i hurtig deling som i benmarg, hud og tarm, samt i eggstokker hos jentefoster eller i testikler hos menn. I praksis skjer dette i vevskultur etter dyrking noen dager. Vanligst er studier av lymfocytter, en type hvite blodceller, men alle vev kan i prinsippet brukes fordi arvematerialet er det samme. Andre vev som er hyppig brukt, er benmarg, bindevevsceller fra underhud og celler fra fosterhinner ved fostervann- eller morkakeprøve.

Cellene tilsettes et celledelingsstimulerende stoff, og etter noen dagers vekst tilsettes et stoff som får celledelingen til å stoppe opp i en fase der kromosomene er tydelige. Etter behandling svulmer cellekjernene opp og sprekker, sprer seg utover på objektglasset og lar seg farge med forskjellige teknikker.

Det vanligste er å fremstille et båndmønster som tillater identifisering av de enkelte kromosomene og deler av disse. Kromosomene sorteres og nummereres etter fallende størrelse og midtstykkets (sentromerens) plassering. Kromosom 1 er det største og kromosom 21 – som det er tre av ved Downs syndrom – er det minste.

In situ hybridisering (binding på stedet) er en form for «målsøkende rakett» (DNA-probe), der «raketten» fester seg til en DNA-bit av motsatt oppbygging på et bestemt sted på et bestemt kromosom. Hvis et fluorescerende fargestoff bindes, vil det normalt lyse opp en prikk der «raketten» har truffet eller binding av DNA er skjedd. Man kan derfor se der en bit av kromosomet mangler ved at den lysende prikken mangler.

Fluorescerende in situ hybridisering (FISH) kalles den teknikken som brukes for eksempel til å påvise manglende biter av fars eller mors kromosomer ved respektive Prader-Willis syndrom og Angelmans syndrom der begge har feil på samme område på kromosom 15.

• gener
• DNA
• genetikk
• celledeling