Chromosoom, het microscopisch kleine draadvormige deel van de cel dat erfelijke informatie draagt in de vorm van genen. Een bepalend kenmerk van elk chromosoom is zijn compactheid. Zo hebben de 46 chromosomen in menselijke cellen een gezamenlijke lengte van 200 nm (1 nm = 10- 9 meter); als de chromosomen zouden worden ontrafeld, zou het genetisch materiaal dat zij bevatten ruwweg 2 meter lang zijn. De compactheid van chromosomen speelt een belangrijke rol bij de organisatie van het genetisch materiaal tijdens de celdeling en maakt het mogelijk dat het past in structuren zoals de kern van een cel, waarvan de gemiddelde diameter ongeveer 5 tot 10 μm bedraagt (1 μm = 0,00l mm, of 0,000039 inch), of de veelhoekige kop van een virusdeeltje, die een diameter van slechts 20 tot 30 nm kan hebben.
Dan McCoy-Rainbow/age fotostock/Imagestate
De structuur en de plaats van chromosomen behoren tot de belangrijkste verschillen tussen virussen, prokaryoten, en eukaryoten. De niet-levende virussen hebben chromosomen die bestaan uit DNA (desoxyribonucleïnezuur) of RNA (ribonucleïnezuur); dit materiaal is zeer dicht opeengepakt in het virale hoofd. Bij organismen met prokaryote cellen (d.w.z. bacteriën en blauwalgen) bestaan de chromosomen volledig uit DNA. Het enkele chromosoom van een prokaryote cel is niet omgeven door een kernmembraan. Bij eukaryoten bevinden de chromosomen zich in een membraangebonden celkern. De chromosomen van een eukaryote cel bestaan hoofdzakelijk uit DNA dat aan een eiwitkern is gehecht. Zij bevatten ook RNA. De rest van dit artikel heeft betrekking op eukaryote chromosomen.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Elke eukaryotische soort heeft een karakteristiek aantal chromosomen (chromosoomnummer). Bij soorten die zich ongeslachtelijk voortplanten, is het chromosoomnummer in alle cellen van het organisme gelijk. Bij seksueel voortplantende organismen is het aantal chromosomen in de lichaamscellen (somatische cellen) diploïd (2n; een paar van elk chromosoom), tweemaal het haploïde aantal (1n) dat in de geslachtscellen, of gameten, wordt aangetroffen. Het haploïde aantal ontstaat tijdens de meiose. Tijdens de bevruchting combineren twee gameten zich tot een zygote, een enkele cel met een diploïde set chromosomen. Zie ook polyploïdie.
Somatische cellen planten zich voort door zich te delen, een proces dat mitose wordt genoemd. Tussen celdelingen bestaan de chromosomen in een niet opgerolde toestand, waarbij een diffuse massa genetisch materiaal ontstaat, chromatine genaamd. Door het afrollen van de chromosomen kan de DNA-synthese beginnen. Tijdens deze fase dupliceert het DNA zichzelf ter voorbereiding op de celdeling.
Na de replicatiefase condenseert het DNA tot chromosomen. Op dit punt bestaat elk chromosoom feitelijk uit een set dubbele chromatiden die bij elkaar worden gehouden door het centromeer. Het centromeer is het aanhechtingspunt van de kinetochore, een eiwitstructuur die verbonden is met de spindelvezels (een deel van een structuur die de chromatiden naar de uiteinden van de cel trekt). In het middelste stadium van de celdeling verdubbelt het centromeer zich en scheidt het chromatidepaar zich; elk chromatide wordt op dit punt een afzonderlijk chromosoom. De cel deelt zich, en beide dochtercellen hebben een volledige (diploïde) set chromosomen. De chromosomen ontrollen zich in de nieuwe cellen, en vormen opnieuw het diffuse netwerk van chromatine.
Bij veel organismen die afzonderlijke geslachten hebben, zijn er twee basistypen chromosomen: geslachtschromosomen en autosomen. Autosomen controleren de overerving van alle kenmerken behalve de geslachtsgebonden kenmerken, die door de geslachtschromosomen worden gecontroleerd. Mensen hebben 22 paar autosomen en één paar geslachtschromosomen. Ze werken allemaal op dezelfde manier tijdens de celdeling. Voor informatie over geslachtsgebonden kenmerken, zie linkage group.
Chromosoombreuk is de fysieke breuk van subeenheden van een chromosoom. Het wordt gewoonlijk gevolgd door hereniging (vaak op een vreemde plaats, waardoor een chromosoom ontstaat dat niet lijkt op het oorspronkelijke). Breuk en hereniging van homologe chromosomen tijdens meiose vormen de basis voor het klassieke model van crossing over, dat resulteert in onverwachte types nakomelingen van een paring.