โครโมโซม

     สิ่งมีชีวิตไม่ว่าจะมีขนาดใหญ่หรือเล็ก จะต้องประกอบด้วยหน่วยเล็กๆ ของชีวิต ที่อาจมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า เรียกว่า เซลล์สิ่งมีชีวิตบางชนิดมีเพียงเซลล์เดียวบางชนิดประกอบด้วยเซลล์จำนวนนับแสนล้านเซลล์เซลล์เหล่านี้จะมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างไปเป็นกลุ่มเซลล์เฉพาะทำหน้าที่ต่างๆ กันเซลล์แต่ละเซลล์มีส่วนประกอบหลักเหมือนกัน คือ เยื่อหุ้มเซลล์ ไซโทพลาสซึม และนิวเคลียสซึ่งเป็นองค์ประกอบที่มีบทบาทสำคัญที่สุดของเซลล์

โครโมโซม(Chromosomes)
โครโมโซมเป็นดีออกซีไรโบนิวคลีโอโปรตีน ประกอบขึ้นจาก ดี เอน เอ และโปรตีน ทำหน้าที่เก็บข้อมูลทางพันธุกรรม สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีโครโมโซมแตกต่างกัน โปรคาริโอตมีโครโมโซม 1 โมเลกุล แต่ยูคาริโอตอาจมีโครโมโซมมากกว่า 1 โมเลกุลอยู่ในนิวเคลียส
ถ้าใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องดูนิวเคลียส (ซึ่งเป็นส่วนประกอบของเซลล์) ขณะกำลังแบ่งเซลล์ จะเห็นเป็นโครงสร้างยาวๆ เล็กๆ ขดไปมาเต็มไปหมด เรียกโครงสร้างนี้ว่า โครมาทิน
จากทฤษฎีโครโมโซมในการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของซัตตัน การค้นพบ DNA ว่าเป็นสารพันธุกรรมโดยการทดลองของแอเวอรี่ และคณะ รวมทั้งกระบวนการทางเซลล์วิทยา(cytology) ที่ศึกษาด้วยกล้องจุลทรรรศน์ พบว่า DNA เป็นองค์ประกอบของโครโมโซม และจีนก็คือส่วนของ DNA ที่ทำหน้าที่กำหนดลักษณะทางพันธุกรรมที่อยู่บนโครโมโซมนั่นเอง ทำให้นักวิทยาศาสตร์ทั้งหลายมุ่งศึกษาโครโมโซมและ DNA โดยละเอียด เพราะจะนำไปสู่ความเข้าใจการเกิดลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต

รูปร่าง ลักษณะ และจำนวนโครโมโซม
นักเรียนได้ทราบมาแล้วว่าเซลล์ที่ยังไม่มีการแบ่งเซลล์โครโมโซมจะมีลักษณะเป็นเส้นเล็กยาวขดพันกันอยู่ภายในนิวเคลียสเรียกว่า โครมาทิน เมื่อมีการแบ่งเซลล์ โครโมโซมจะจำลองตัวเองป็นเส้นที่เหมือนกันทุกประการในระยะอินเตอร์เฟส แล้วจึงขดสั้นและหนาขึ้น สามารถเห็นได้อย่างชัดเจนที่สุดในระยะเมทาเฟสจากการย้อมด้วยสีย้อม DNA เช่น สีแอซีโทคาร์มีน หรือ ฮีมาทอซิลิน(hematoxilin) เป็นต้น
สิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งอาจมีโครโมโซมที่มีรูปร่างแบบเดียวหรือหลายแบบก็ได้ นักเรียนสามารถศึกษาโครโมโซมแบบต่างๆ ได้ดังภาพ ข้างล่าง

ภาพโครโมโซมแบบต่างๆ

ในสิ่งมีชีวิตที่เซลล์ร่างกาย มีโครโมโซม 2 ชุด เรียกว่า ดิพลอยด์ เช่น คน โครโมโซมชุดหนึ่งได้รับมาจากพ่อ อีกชุดหนึ่งได้รับมาจากแม่เมื่อมีการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส โครโมโซมที่เป็นคู่กันจะมาเข้าคู่กันแล้วแยกออกจากกันไปสู่เซลล์ลูกที่สร้างขึ้น เมื่อเสร็จสิ้นการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส โครโมโซมในเซลล์ลูกที่เกิดขึ้นจะลดลงครึ่งหนึ่งเรียกว่า แฮพลอยด์ โดยทั่วไปแล้วสิ่งมีชีวิตแต่ละสปีชีส์จะมีจำนวนโครโมโซมคงที่ ดังตารางข้างล่างนี้

โครโมโซมอยู่เป็นคู่ๆ ในคนมี 23 คู่ ยีนก็มีอยู่เป็นคู่ๆ เช่นเดียวกัน โดยแต่ละหน่วย 
ของยีนแต่ละคู่จะแยกกันอยู่บนโครโมโซม แต่ละอันที่เป็นคู่กัน 
เซลล์ของสิ่งมีชีวิตทั้งเพศผู้และเพศเมียจะมีโครโมโซมคล้ายกัน 22 คู่ เรียก ออโตโซม 
(Autosome) ใช้สัญญลักษณ์แทนด้วย A ส่วนโครโมโซมที่เหลืออีก 1 คู่ เป็นโครโมโซมที่กำหนดเพศ 
เรียกโครโมโซมเพศ (Sex chromosome) ในเพศหญิงใช้สัญญลักษณ์ XX ในเพศชายใช้สัญญลักษณ์ XY 
โครโมโซม Y ของคนมีขนาดเล็กกว่าโครโมโซม X

สรุป โครโมโซมในเซลล์ร่างกายของผู้หญิง 44 + XX 
โครโมโซมในเซลล์ร่างกายของผู้ชาย 44 + XY

โครโมโซมในเซลล์สืบพันธุ์
ในเซลล์สืบพันธุ์โครโมโซมจะมีเพียงครึ่งหนึ่งของเซลล์ปกติ เพราะในการสร้างเซลล์สืบพันธุ์นั้น 
เซลล์จะมีการแบ่งตัว โครโมโซมจึงลดลง ดังนั้นในอสุจิจะมี ออโตโซม 22 แท่ง และโครโมโซมเพศ 
1 แท่ง ในไข่ก็จะมีออโตโซม 22 แท่ง และโครโมโซมเพศ 1 แท่ง เช่นกัน 
สรุป ในเซลล์สืบพันธุ์ของผู้หญิงมีโครโมโซมเป็น 22 + X 
ในเซลล์สืบพันธุ์ของผู้ชายมีโครโมโซมเป็น 22 + X หรือ 22 + Y - 
ดังนั้นโอกาสที่จะเกิดลูกเป็นลูกผู้ชายหรือลูกสาวนั้นมีค่าเท่ากัน เพราะตัวกำหนดเพศคือ อสุจิ
ที่อาจมีโครโมโซมเป็น X หรือ Y ไปผสมกับไข่ที่มีโครโมโซมเพศได้กรณีเดียว คือ X เท่านั้น 
ดังนั้นในแต่ละเซลล์ของลูกจะได้รับพันธุกรรมมาจากพ่อและแม่ โดยในหน่วยพันธุกรรมแต่ละคู่
จะได้รับครึ่งหนึ่งมาจากพ่อและอีกครึ่งหนึ่งมาจากแม่

ส่วนประกอบของโครโมโซม
ถ้าหากจะประมาณสัดส่วนระหว่าง DNA และโปรตีนที่เป็นองค์ประกอบของโครโมโซมของยูคาริโอต จะพบว่าประกอบด้วย DNA 1 ใน 3 และอีก 2 ใน 3 เป็นโปรตีน โดยส่วนที่เป็นโปรตีนจะเป็น ฮิสโตน(histone) และนอนฮิสโตน(non-histone) อย่างละประมาณเท่าๆกัน
ในปี พ.ศ. 2427 นักวิทยาศาสตร์พบว่าฮิสโตนเป็นโปรตีนที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นกรดอะมิโนที่มีประจุบวก(basic amino acid) เช่น ไลซีน และอาร์จินีน ทำให้มีสมบัติในการเกาะจับกับสาย DNA ซึ่งมีประจุลบได้เป็นอย่างดี และทำให้เกิดการสร้างสมดุลของประจุ (neutralize) ของโครมาทินด้วยสาย DNA พันรอบกลุ่มโปรตีนฮิสโตนคล้ายเม็ดลูกปัด เรียกโครงสร้างนี้ว่า นิวคลีโอโซม(nucleosome) โดยจะมีฮิสโตนบางชนิดเชื่อมต่อระหว่างเม็ดลูกปัดแต่ละเม็ด ดังภาพ

ส่วนของโปรตีนนอนฮิสโตนนั้นมีมากมายหลายชนิด อาจเป็นร้อยหรือพันชนิด ขึ้นอยู่กับชนิดของสิ่งมีชีวิต โดยโปรตีนเหล่านี้จะมีหน้าที่แตกต่างกันไป บางชนิดมีหน้าที่ช่วยในการขดตัวของ DNA หรือบางชนิดก็เกี่ยวข้องกับ กระบวนการจำลองตัวเองของDNA (DNA replication) หรือการแสดงออกของจีนเป็นต้น
ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=894