染色体的结构

        1879年，德国生物学家弗莱明提出了染色质这一术语。他把细胞核中的丝状和粒状的物质，用染料染红，观察发现这些物质平时散漫地分布在细胞核中；当细胞分裂时，散漫的染色物体便浓缩，形成一定数目和一定形状的条状物(染色体)；到分裂完成时，条状物又疏松为散漫状的染色质。1888年，德国人沃尔德耶正式提出染色体这一术语。

        染色体是细胞内具有遗传性质的物体，易被碱性染料染成深色，所以叫染色体。它是遗传物质的载体，主要由DNA和蛋白质组成。染色体上的蛋白质有两类：一类是低分子量的碱性蛋白即组蛋白，另一类是酸性蛋白质，即非组蛋白蛋白质。非组蛋白蛋白质的种类和含量不十分恒定，而组蛋白的种类和含量都很恒定，其含量大致与DNA相等。碱性染料是在水溶液中解离时，色素基团带正电荷的阳离子染料，如龙胆紫和醋酸洋红等。

        染色质和染色体是同一物质在细胞分裂间期与分裂期的不同形态表现。染色质出现于间期，呈丝状。在细胞分裂期染色质细丝螺旋缠绕，缩短变粗就成为染色体。染色体一般呈棍棒状，包含一个着丝粒和两个臂。着丝粒是纺锤丝附着的地方，少数染色体的着丝粒位于一端。一条染色体只有一个着丝粒。因此，对染色体计数就是数着丝粒的数目。 

        在细胞周期中，染色体的形态有两种，并且通过一定的方式相互转化。一种是只含一个DNA分子的染色体。另一种是经过复制的染色体，包含两个DNA分子和两条姐妹染色单体的染色体，两个姐妹染色单体是完全相同的，它们由一个共同的着丝粒连接着。姐妹染色单体在细胞分裂后期由于着丝粒分裂而分开形成两条子染色体。端粒是染色体末端的DNA重复序列，除了提供非转录DNA的缓冲物，它还能保护染色体末端免于融合和退化，在染色体定位、复制、保护和控制细胞生长及寿命方面具有重要作用，并与细胞凋亡、细胞转化和永生化密切相关。细胞每分裂一次，染色体的端粒就会变短一些。构成端粒的一部分DNA有50~200个核苷酸会因多次细胞分裂而不能达到完全复制(丢失)，以致细胞终止其功能不再分裂。因此，严重缩短的端粒是细胞老化的信号。在癌细胞中，端粒的长度在每次细胞分裂后被能合成端粒的特殊性DNA聚合酶——端粒酶所保留。真核生物的基因分布于许多染色体中，一般来讲这些染色体在大小上有很大不同。原核生物(如细菌)没有染色体，其基因位于环状DNA分子上。

        1956年，美籍华裔遗传学家蒋有兴和莱文首次发现人的体细胞的染色体数目为46条，标志着人类细胞遗传学的建立。46条染色体按其大小、形态配成23对，第1对到第22对叫做常染色体，为男女共有，第23对是一对性染色体(决定人类性别的染色体)，男性个体细胞的性染色体对为XY，女性为XX。女性细胞减数分裂产生的配子都含有一条X染色体;男性产生的精子中有一半含有x染色体，而另一半含有Y染色体。精子和卵细胞的染色体上携带着遗传基因，上面记录着父母传给子女的遗传信息。哺乳动物雄性个体细胞的性染色体对为XY，雌性则为XX。鸟类和蚕的性染色体与哺乳动物不同，雄性个体的是ZZ，雌性个体为ZW。某些昆虫雌性为XX型，雄性为XO型。