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染色体的物理结构介绍
Release Time：2019-11-15几乎每个接触流行文化及其犯罪戏剧的人，更不用说科学，都听说过DNA或脱氧核糖核酸。 甚至连那些不知道字母代表什么的人（脱氧核糖核酸）也有一个观念，认为DNA是一种微观指纹，地球上数十亿人口中的每一个人都携带着这种神秘物质的独特形式。 同样，大多数某个年龄的人都知道，DNA是父母传给其后代以使他们成为家庭特征的“东西”。
尽管这些人中的大多数人可能听说过染色体，但是很少有人能够准确描述它们是什么，在哪里被发现以及它们的目的是什么。 实际上，一条染色体只不过是一条很长的DNA链（称为染色质），就与一种称为组蛋白的蛋白质结合在一起。 这些“活”在您的细胞核中，它们负责组织和传输遗传信息。
染色体的定义
染色体是居住在细胞核（单数：细胞核）中的遗传信息的线状容器。 生物几乎完全由原核生物组成，它们几乎都是细菌，而真核生物则是动物，植物和真菌。 只有真核生物才具有细胞核，因此细菌的遗传物质像所有生物一样都由DNA组成，以单一的环状“染色体”形式存在于细菌细胞的细胞质中。
除配子外，人类在每个细胞中都有23对染色体，而配子是在繁殖过程中融合形成“典型”细胞的“性细胞”。这23对染色体包括22对简单编号为1至22的染色体和一对性染色体，其中雄性为X和Y，雌性为X和X。一对染色体中的每条染色体在结构上与该对另一成员几乎相同，但与其他编号的染色体和性染色体不同；它们分别来自母亲和父亲。这些被称为同源染色体。
在一个细胞及其每个染色体分裂后，它立即包含所有46条单个染色体的单个副本。该单个副本称为染色单体。但是不久之后，这些染色单体中的每一个都进行复制，从而创建了自己的相同副本。这是准备在不久的将来分裂自己的年轻细胞的步骤。毕竟，如果一个细胞要分裂成两个相同的子细胞，则其细胞核内部和外部的所有东西都需要非常精确地复制。
DNA和核酸基础
DNA是生物学世界中两个所谓的核酸之一，并且比其同核糖核酸（RNA）更臭名昭著。核酸由称为核苷酸的单元的聚合物（可以增长很长）组成。每个核苷酸由一个五碳糖，一个磷酸基团和四个富氮碱基之一组成。在DNA中，糖是脱氧核糖，而在RNA中，糖是核糖。而且，尽管DNA核苷酸包含腺嘌呤，胞嘧啶，鸟嘌呤和胸腺嘧啶的四个碱基之一，但是在RNA中，尿嘧啶代替了胸腺嘧啶。 DNA是双链的，两条链在每个核苷酸处都被含氮碱基键合。腺嘌呤（A）与仅与胸腺嘧啶（T）配对，而胞嘧啶（C）与仅与鸟嘌呤（G）配对。 DNA分子之间的差异是造成人与人之间遗传变异的原因，而这些差异完全是由于每个核苷都可以具有四个碱基之一的事实，从而使长分子中的组合几乎不受限制。
一串三个碱基（或就目前的目的而言，等效为三个核苷酸）被称为三联密码子。这是因为每个三碱基序列均带有用于制造单个氨基酸的“代码”，而氨基酸是蛋白质的组成部分。因此，A-G-C是一个密码子，A-G-T是另一个密码子，依此类推，由全部四个不同碱基组成的所有64种可能的三碱基密码子（43 = 64）。人类中总共有20种氨基酸可用于制造蛋白质，因此64个独特的三重态密码子绰绰有余，实际上，某些氨基酸是由两个甚至三个不同的密码子组成的。
信息被编码在DNA产生的RNA中，发生在细胞核中，称为转录，而由RNA产生蛋白质的过程称为翻译，发生在新转录的RNA移出细胞核后在细胞质中发生。
染色体的一部分
每个处于非复制状态的染色体都由一个染色单体组成，该染色单体只是一个非常长的DNA分子，上面附着了许多组蛋白蛋白分子复合物。这些复合物中的每一个都是由四个亚基组成的八聚体，每个亚基包含一对组蛋白亚型。这些组蛋白就像一个线轴，染色体中的DNA绕组蛋白缠绕近两次，然后移向下一个八聚体。每个局部组蛋白-DNA阵列称为核小体。这些核小体扭曲和盘绕并扭曲得非常紧密，以至于完全拉直的染色单体大约有2米长，而每个染色体都适合放入一个小于一百万分之一米的细胞中。
组蛋白约占每个染色体质量的40％，DNA占其他60％。尽管组蛋白主要被认为是结构蛋白，但它们允许和强迫DNA盘绕和超螺旋的方式使得沿着DNA分子的某些斑点特别便于其他分子相互作用。反过来，这可以影响DNA中的哪个基因（包含给定蛋白质产物信息的所有DNA密码子的基因）最活跃或最受抑制。
当染色体复制时，两个结果相同的染色单体通过称为着丝粒的结构相连，该着丝粒通常不在每个线性染色单体的中心，而是基本上在一侧。成对的（姐妹）染色单体的较长片段称为q臂，而较短片段称为p臂。
染色体繁殖
染色体通过称为有丝分裂的过程繁殖，这也是整个细胞分裂的名称。有丝分裂是无性繁殖，并导致两个相同的染色体组。染色体的另一种繁殖，减数分裂，被保留用于产生新生物的生殖过程，这里不再讨论。
有丝分裂类似于将细菌分裂成两个相同子细菌的二元裂变（这些生物仅由一个细胞组成，因此原核生物的细胞繁殖与全生物繁殖相同）由五个阶段组成。在第一个阶段，前染色体随着组蛋白的工作而变得超浓缩，从而为分子分裂做好准备。在前中期，细胞核周围的膜消失，组成有丝分裂纺锤体的结构（主要是微管）从细胞的任一侧“进入”到已开始成行向细胞中部迁移的染色体。在中期，有丝分裂纺锤体将染色体操纵成一条接近完美的线，在其任一侧都有姊妹染色单体。在后期，这是短暂的，但在显微镜下是一个奇观，纺锤将染色单体与其着丝粒分开。最终在末期，新的核膜在新的染色体组周围形成，新的膜也在两个新的子细胞周围放置。
尽管这些人中的大多数人可能听说过染色体，但是很少有人能够准确描述它们是什么，在哪里被发现以及它们的目的是什么。 实际上，一条染色体只不过是一条很长的DNA链（称为染色质），就与一种称为组蛋白的蛋白质结合在一起。 这些“活”在您的细胞核中，它们负责组织和传输遗传信息。
染色体的定义
染色体是居住在细胞核（单数：细胞核）中的遗传信息的线状容器。 生物几乎完全由原核生物组成，它们几乎都是细菌，而真核生物则是动物，植物和真菌。 只有真核生物才具有细胞核，因此细菌的遗传物质像所有生物一样都由DNA组成，以单一的环状“染色体”形式存在于细菌细胞的细胞质中。
除配子外，人类在每个细胞中都有23对染色体，而配子是在繁殖过程中融合形成“典型”细胞的“性细胞”。这23对染色体包括22对简单编号为1至22的染色体和一对性染色体，其中雄性为X和Y，雌性为X和X。一对染色体中的每条染色体在结构上与该对另一成员几乎相同，但与其他编号的染色体和性染色体不同；它们分别来自母亲和父亲。这些被称为同源染色体。
在一个细胞及其每个染色体分裂后，它立即包含所有46条单个染色体的单个副本。该单个副本称为染色单体。但是不久之后，这些染色单体中的每一个都进行复制，从而创建了自己的相同副本。这是准备在不久的将来分裂自己的年轻细胞的步骤。毕竟，如果一个细胞要分裂成两个相同的子细胞，则其细胞核内部和外部的所有东西都需要非常精确地复制。
DNA和核酸基础
DNA是生物学世界中两个所谓的核酸之一，并且比其同核糖核酸（RNA）更臭名昭著。核酸由称为核苷酸的单元的聚合物（可以增长很长）组成。每个核苷酸由一个五碳糖，一个磷酸基团和四个富氮碱基之一组成。在DNA中，糖是脱氧核糖，而在RNA中，糖是核糖。而且，尽管DNA核苷酸包含腺嘌呤，胞嘧啶，鸟嘌呤和胸腺嘧啶的四个碱基之一，但是在RNA中，尿嘧啶代替了胸腺嘧啶。 DNA是双链的，两条链在每个核苷酸处都被含氮碱基键合。腺嘌呤（A）与仅与胸腺嘧啶（T）配对，而胞嘧啶（C）与仅与鸟嘌呤（G）配对。 DNA分子之间的差异是造成人与人之间遗传变异的原因，而这些差异完全是由于每个核苷都可以具有四个碱基之一的事实，从而使长分子中的组合几乎不受限制。
一串三个碱基（或就目前的目的而言，等效为三个核苷酸）被称为三联密码子。这是因为每个三碱基序列均带有用于制造单个氨基酸的“代码”，而氨基酸是蛋白质的组成部分。因此，A-G-C是一个密码子，A-G-T是另一个密码子，依此类推，由全部四个不同碱基组成的所有64种可能的三碱基密码子（43 = 64）。人类中总共有20种氨基酸可用于制造蛋白质，因此64个独特的三重态密码子绰绰有余，实际上，某些氨基酸是由两个甚至三个不同的密码子组成的。
信息被编码在DNA产生的RNA中，发生在细胞核中，称为转录，而由RNA产生蛋白质的过程称为翻译，发生在新转录的RNA移出细胞核后在细胞质中发生。
染色体的一部分
每个处于非复制状态的染色体都由一个染色单体组成，该染色单体只是一个非常长的DNA分子，上面附着了许多组蛋白蛋白分子复合物。这些复合物中的每一个都是由四个亚基组成的八聚体，每个亚基包含一对组蛋白亚型。这些组蛋白就像一个线轴，染色体中的DNA绕组蛋白缠绕近两次，然后移向下一个八聚体。每个局部组蛋白-DNA阵列称为核小体。这些核小体扭曲和盘绕并扭曲得非常紧密，以至于完全拉直的染色单体大约有2米长，而每个染色体都适合放入一个小于一百万分之一米的细胞中。
组蛋白约占每个染色体质量的40％，DNA占其他60％。尽管组蛋白主要被认为是结构蛋白，但它们允许和强迫DNA盘绕和超螺旋的方式使得沿着DNA分子的某些斑点特别便于其他分子相互作用。反过来，这可以影响DNA中的哪个基因（包含给定蛋白质产物信息的所有DNA密码子的基因）最活跃或最受抑制。
当染色体复制时，两个结果相同的染色单体通过称为着丝粒的结构相连，该着丝粒通常不在每个线性染色单体的中心，而是基本上在一侧。成对的（姐妹）染色单体的较长片段称为q臂，而较短片段称为p臂。
染色体繁殖
染色体通过称为有丝分裂的过程繁殖，这也是整个细胞分裂的名称。有丝分裂是无性繁殖，并导致两个相同的染色体组。染色体的另一种繁殖，减数分裂，被保留用于产生新生物的生殖过程，这里不再讨论。
有丝分裂类似于将细菌分裂成两个相同子细菌的二元裂变（这些生物仅由一个细胞组成，因此原核生物的细胞繁殖与全生物繁殖相同）由五个阶段组成。在第一个阶段，前染色体随着组蛋白的工作而变得超浓缩，从而为分子分裂做好准备。在前中期，细胞核周围的膜消失，组成有丝分裂纺锤体的结构（主要是微管）从细胞的任一侧“进入”到已开始成行向细胞中部迁移的染色体。在中期，有丝分裂纺锤体将染色体操纵成一条接近完美的线，在其任一侧都有姊妹染色单体。在后期，这是短暂的，但在显微镜下是一个奇观，纺锤将染色单体与其着丝粒分开。最终在末期，新的核膜在新的染色体组周围形成，新的膜也在两个新的子细胞周围放置。
