पेशी केंद्रकातील डीएनए (DNA; डिऑक्सिरायबोन्यूक्लिइक अम्ल) व आरएनए (RNA; रायबोन्यूक्लिइक अम्ल) नेहमी विस्कळीत स्वरूपात केंद्रकामध्ये असतो, याला गुणद्रव्य (Chromatin) असे म्हणतात. डीएनए आनुवंशिक गुणांशी संबंधित आहे. पेशी विभाजन होताना गुणद्रव्यापासून गुणसूत्रे पुनर्रचित होतात. सजीवांच्या पेशीकेंद्रकातील आनुवंशिक गुण वाहून नेणारा घटक म्हणजे गुणसूत्र होय. तो केंद्रकाम्ले व प्रथिनांनी बनलेला असतो. गुणसूत्रे पेशीविभाजनाच्या वेळी स्पष्ट दिसतात. जनुकांचे वास्तव्य याच गुणसूत्रावर असते.
पार्श्वभूमी : पेशींचा अभ्यास करताना वैज्ञानिकांना पेशी अंतरंगाचा शोध लागला. पेशींमधील विविध भाग विविध रंगद्रव्यांच्या (Stain) साहाय्याने रंगवता येतात. या पेशींचे भाग रंगवण्याच्या पद्धतीस ऊतिरसायनशास्त्र (Histochemistry) असे म्हणतात. यामध्ये पेशी अंगकांचा अभ्यास केला जातो.
गुणसूत्र म्हणजे सूक्ष्म धाग्यासारखा असलेला पेशी केंद्रकातील व्यवस्थित गुंडाळलेला डीएनए असतो. गुणसूत्रातील डीएनए हिस्टोन (Histone) नावाच्या प्रथिनाभोवती गुंडाळलेला असतो. इंग्रजीमध्ये गुणसूत्राला क्रोमोसोम (Chromosome) असे म्हणतात. प्रत्यक्षात क्रोमोसोम हा शब्द जर्मन क्रोमा व सोमा या दोन शब्दांपासून बनलेला आहे. क्रोमा म्हणजे रंग व सोमा म्हणजे भाग (Body) होय.
गुणसूत्राची रचना : प्रत्येक सजीवातील गुणसूत्रांची संख्या निश्चित असते. गुणसूत्रामधील आनुवंशिक भाग डीएनएने बनलेला असतो. गुणसूत्र अधिक शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शकाखाली पाहिले असता ते दंडाकृती दिसते. प्रत्येक गुणसूत्रावर एक संकुचित भाग दिसतो त्यास प्राथमिक संकोचन म्हणतात. या संकुचित भागास गुणसूत्रबिंदू (Centromere) असेही म्हणतात. गुणसूत्रबिंदूमुळे गुणसूत्राचे दोन भाग करता येतात. प्रत्येक भागास गुणसूत्रभुजा (Chromosome arm) असे म्हणतात. पेशी विभाजनाच्या वेळी गुणसूत्रबिंदूच्या ठिकाणी गुणसूत्र तर्कू तंतूस (Spindle fiber) जोडले जाते.
गुणसूत्राच्या आखूड भागास पी-भुजा व अधिक लांबीच्या भागास क्यू-भुजा म्हणण्याची पद्धत आहे. गुणसूत्राच्या दोन्ही टोकास असलेल्या भागास अंत्यखंड (Telomere) म्हणतात. अंत्यखंडात असलेला भाग म्हणजे डीएनएचा जवळजवळ २,५०० वेळा पुन्हा पुन्हा आलेला क्रम असतो. अंत्यखंडाची लांबी वयानुसार कमी कमी होत जाते. ज्या वेळी अंत्यखंडाची लांबी अत्यंत कमी होते त्यावेळी त्या गुणसूत्राचे विभाजन नीटसे होत नाही. पेशी वृद्ध झाल्याचे हे लक्षण आहे.
गुणसूत्रांचे वर्गीकरण : गुणसूत्रबिंदूच्या गुणसूत्रावरील स्थानावरून गुणसूत्राचे चार प्रकार केले आहेत.
(१) मध्यकेंद्री गुणसूत्र (Metacentric) : या गुणसूत्रावरील गुणसूत्रबिंदू गुणसूत्राच्या मध्यावर असतो. या गुणसूत्राच्या भुजा समान लांबीच्या असतात.
(२) उपमध्यकेंद्री गुणसूत्र (Sub-metacentric) : या गुणसूत्रातील गुणसूत्रबिंदू मध्याजवळ असतो. गुणसूत्राची एक भुजा दुसऱ्या भुजेहून लहान आकाराची असते.
(३) अग्रकेंद्री गुणसूत्र (Acrocentric) : गुणसूत्रबिंदू गुणसूत्राच्या टोकाजवळ असतो. या गुणसूत्राची एक भुजा अत्यंत आखूड व दुसरी लांब असते.
(४) अंत्यकेंद्री गुणसूत्र (Telocentric) : गुणसूत्राचा गुणसूत्रबिंदू टोकाशी असतो, या गुणसूत्राची एकच भुजा असते.
ज्या सजीवांत लैंगिक प्रजनन होते, त्यामध्ये एक गुणसूत्राची जोडी इतर गुणसूत्राहून वेगळी असते. अशा वेगळ्या गुणसूत्र जोडीस लिंगी गुणसूत्र, तर इतर गुणसूत्रांना अलिंगी गुणसूत्रे म्हणतात. गुणसूत्रांनुसार शरीरात कायिक पेशी व जनन पेशी अशा दोन प्रकारच्या पेशी असतात. कायिक पेशीमध्ये गुणसूत्रांचे दोन संच असतात. याला द्विगुणीत (Diploid- 2n) म्हणण्याची पद्धत आहे. यातील एक संच मातेकडून तर दुसरा पित्याकडून आलेला असतो. जननपेशी जननेंद्रियामध्ये तयार होतात. जननपेशीमध्ये पेशी विभाजनानंतर युग्मके तयार होतात. अंडपेशी व शुक्राणू ही युग्मके आहेत. युग्मकामध्ये गुणसूत्रांचा एकच संच असतो (Haploid –n ).
गुणसूत्रांची वैशिष्ट्ये : (१) बांधणी आणि विभाजन क्षमता : गुणसूत्राची बांधणी घट्ट (Compact) असते. उदा., मानवी पेशीतील ४६ गुणसूत्रांची एकूण लांबी २०० नॅमी. असते. ही सर्व गुणसूत्रे उलगडली व एकापाठोपाठ जोडली, तर त्यांची एकत्र लांबी सु. दोन मीटर भरते. गुणसूत्रांच्या व्यवस्थित बांधणीमुळे पेशी विभाजनाच्या वेळी प्रत्येक गुणसूत्राचे अचूकपणे द्विभाजन होते. पेशी केंद्रकाचा व्यास सु. ५—१० मायक्रोमीटर असल्याने सर्व गुणसूत्रे ठराविक जागेत व्यवस्थित रचली जातात.
(२) न्यूक्लिओसोम आणि क्रोमॅटिन तंतू : केंद्रकी पेशीतील आठ हिस्टोन प्रथिनांवर गुंडाळलेल्या डीएनएच्या भागास न्यूक्लिओसोम म्हणतात. न्यूक्लिओसोम हे गुणसूत्राचे एकक आहे. सामान्य स्थितीत गुणसूत्रातील डीएनए हिस्टोन प्रथिनावर गुंडाळलेला असतो. एका न्यूक्लिओसोममध्ये आठ हिस्टोन प्रथिनांचा समावेश असतो. असे अनेक न्यूक्लिओसोम एकत्र येऊन गुणद्रव्य (क्रोमॅटिन) तंतू बनतो. क्रोमॅटिन तंतूची सुताच्या पेळूसारखी रचना म्हणजे गुणसूत्र किंवा क्रोमोसोम असतो. गुणसूत्रावर आनुवंशिक गुणधर्माचे कारक जनुके असतात.
(३) कायिक पेशी : सामान्यपणे कायिक पेशी ही आंतरप्रावस्था व विभाजित पेशी अशा दोन स्थितीमध्ये असते. आंतरप्रावस्था (Interphase) स्थितीतील पेशीची गुणसूत्रे सूक्ष्मदर्शकाखाली एखाद्या घट्ट गुंडाळ्यासारखी दिसतात. पेशी विभाजित होताना गुणसूत्रांचे विभाजन होते.
पहा : ऊतिरसायनशास्त्र; जनुक; पेशी चक्र; पेशी विभाजन.
संदर्भ :
- www.britannica.com
- http://www.columbia.edu/cu/biology/courses/c2006/lectures10/lect8.10.html
- https://www.researchgate.net/figure/Schematic-representation-of-the-nucleosome-The-nucleosome-core-is-composed-of-a-histone_fig1_320671837
- https://www.ndsu.edu/pubweb/~mcclean/plsc431/eukarychrom/eukaryo3.htm
समीक्षक : नीलिमा कुलकर्णी
