Ένα ινίδιο χρωματίνης κάποιου ζώου έχει μήκος 1,241×10⁷ ζεύγη βάσεων.

α. πόσα νουκλεοσώματα θα σχηματιστούν κατά την πλήρη συσπείρωση του χρωμοσώματος που θα προκύψει από την αντιγραφή του ινιδίου αυτού;

β. πόσα μόρια ιστονών θα χρειαστούν για να σχηματιστούν τα νουκλεοσώματα αυτά;

[δεχόμαστε πως ανάμεσα στα γειτονικά νουκλεοσώματα δε μεσολαβεί καθόλου DNA]

Λύση…

Κατά τη μεσόφαση, πριν πραγματοποιηθεί η αντιγραφή, το γενετικό υλικό έχει μικρό βαθμό συσπείρωσης και σχηματίζει δίκτυο ινιδίων χρωματίνης. Άρα, το ινίδιο χρωματίνης στο οποίο αναφέρεται η άσκηση, είναι ένα μεμονωμένο δίκλωνο μόριο DNA.

Με το τέλος της αντιγραφής, κάθε ινίδιο χρωματίνης έχει διπλασιαστεί. Τα δύο αντίγραφα κάθε ινιδίου συνδέονται μεταξύ τους με μια δομή που ονομάζεται κεντρομερίδιο. Ο όρος “αδελφές χρωματίδες” χρησιμοποιείται για να περιγράψει τα διπλασιασμένα ινίδια χρωματίνης, κατά το χρονικό διάστημα που είναι συνδεδεμένα στο κεντρομερίδιο. Στην κυτταρική διαίρεση, οι αδελφές χρωματίδες συσπειρώνονται και, κατά το στάδιο της μετάφασης, αποκτούν το μέγιστο βαθμό συσπείρωσης. Δηλαδή, σχηματίζουν το μέγιστο δυνατό αριθμό νουκλεοσωμάτων, πράγμα που μας ενδιαφέρει στην άσκηση.

Είναι καίριο να σημειωθεί ότι πριν την αντιγραφή ο όρος “χρωμόσωμα” εννοεί το ινίδιο χρωματίνης, ενώ ο ίδιος όρος μετά την αντιγραφή εννοεί το ζεύγος όμοιων και ενωμένων αδελφών χρωματίδων. Αυτό σημαίνει πως άλλοτε το χρωμόσωμα είναι ένα δίκλωνο μόριο DNA (περίπτωση ινιδίου) και άλλοτε είναι δύο δίκλωνα μόρια DNA (περίπτωση χρωματίδων). Εδώ, εφόσον μιλάμε για πλήρη συσπείρωση, είναι σίγουρο ότι το ινίδιο έχει υποστεί αντιγραφή και έχει τη μορφή δύο όμοιων (και συγκρατημένων στο κεντρομερίδιο) αδελφών χρωματίδων. Καθεμιά από αυτές τις χρωματίδες έχει μήκος 1,241×10⁷ ζεύγη βάσεων, αφού τόσο είναι και το μήκος του ινιδίου που αυτοδιπλασιάστηκε.

Το νουκλεόσωμα αποτελεί τη βασική μονάδα οργάνωσης της χρωματίνης. Αποτελείται από DNA μήκους 146 ζευγών βάσεων και από 8 μόρια πρωτεϊνών που ονομάζονται ιστόνες.

Η μία χρωματίδα θα συσπειρωθεί σε:

1,241×10⁷ / 146 = 0,0085×10⁷ ή 8,5×10⁴ νουκλεοσώματα

και εφόσον κάθε νουκλεόσωμα διαθέτει 8 μόρια ιστονών, θα χρειαστεί:

8,5×10⁴ × 8 = 68×10⁴ ιστόνες

Όμοια ισχύουν και για την άλλη χρωματίδα.

Συνολικά λοιπόν, το χρωμόσωμα θα συσπειρωθεί σε:

8,5×10⁴ + 8,5×10⁴ = 17×10⁴ νουκλεοσώματα ή 1,7×10⁵ νουκλεοσώματα,

ενώ οι ιστόνες που θα συμμετέχουν στο σχηματισμό αυτών των νουκλεοσωμάτων θα είναι:

68×10⁴ + 68×10⁴ = 136×10⁴ ή 1,36×10⁶.