普通的光學(xué)顯微鏡下染色體的構(gòu)造

染色體存在于細(xì)胞核內(nèi)，在細(xì)胞分裂不同的時(shí)期，其形態(tài)有各種不同的變化。在普通的光學(xué)顯微鏡下，分裂間期(interphase)時(shí)的染色體為一種混濁狀的染色物質(zhì)，稱為染色質(zhì)(chromatin)。若將其放在電子顯微鏡下觀察，可發(fā)現(xiàn)它是由許多彼此相連的染色顆粒(chromomere)所組成。分裂至初期(Prophase)時(shí)，逐漸變?yōu)榧?xì)絲狀，稱為染色絲(chromonema，多數(shù)為chromonemata)。在電子顯微鏡下，可看見里面為螺旋狀的細(xì)絲。染色體增殖時(shí)，其形狀大小亦隨著此螺旋細(xì)絲而變化。至中期時(shí)，則形成具有具體形狀的染色體(chromosome)。一般染色體均具有兩個(gè)染色體臂(chromosome arm)。兩臂之間出中節(jié)(centromere)分開.同時(shí)在各種生物間，它們?nèi)旧�體的大小形狀各不相同。我們可以利用顯微鏡制片技術(shù)將各種染色體的形狀描繪出來。這種染色體的形態(tài)稱為該生物的核型(Karyotype)。一般來說，染色體在生物的體細(xì)胞中均是成對(duì)存在的。每對(duì)染色體中，一條來自雄親，一條來自雌親。成對(duì)的染色體稱為同源染色體(homologous)，同源染色體彼此的大小形狀均相似。同時(shí)，在減數(shù)分裂時(shí)，彼此會(huì)對(duì)合在一起。另一方面，同一生物中，不同的同源染色體間，彼此形狀不相同

　　染色體的大小可從0.2μm(如真菌及某些鳥類)到23μm (某些百合科植物)。但一般中期時(shí)的染色體約在3μm到10μm之間。例如果蠅染色體約5μm，玉米染色體則為8-1Oμm。若將染色體在電子顯微鏡下觀察，則可看到一些緊密纏繞的物質(zhì)，即核酸(DNA)與蛋白質(zhì)(protein)。一般中期染色體在光學(xué)顯微鏡下，其形狀為兩個(gè)臂的長(zhǎng)桿形。但也有些形狀特殊的染色體，現(xiàn)可舉例如下:

1.果蠅的唾腺染色體(salivary chromosome):果蠅具有四對(duì)染色體(2n=8)。其中三對(duì)為體染色體(somatic chromosome)，另一對(duì)為性染色體(sex chromosome)。因?yàn)樗�的形態(tài)簡(jiǎn)單，遺傳性狀明顯，所以常用來做遺傳學(xué)上的研究材料。在果蠅的唾腺中，有一套巨大的染色體,形態(tài)上似陽燧足,若經(jīng)洋醋紅(aceto carmine)染色,就可觀察到粗細(xì)不同的染色帶分佈在染色體上.

2.脊椎動(dòng)物中的燈刷染色體(Lampbrush chromosome):有些脊椎動(dòng)物的卵母細(xì)胞(oocytes)，具有大量的卵黃，生長(zhǎng)期時(shí)，體積急速的擴(kuò)充，細(xì)胞核隨之增大。在一些兩棲類(amphibia)動(dòng)物減數(shù)分裂前期時(shí)，其細(xì)胞核內(nèi)的染色體長(zhǎng)度可達(dá)1000，同時(shí)表面有許多高低不一的突起，形狀類似燈刷，故稱為燈刷染色體(Lampbrush chromosome)。其每一個(gè)突起均由單一的染色粒上長(zhǎng)出，突起與突起間并有一小段間隔。突起似乎是一種細(xì)胞中有用物質(zhì)，到減數(shù)分裂初期結(jié)束時(shí)，即逐漸消失，染色體濃縮。到中期時(shí)，染色體即變小。

　　染色體內(nèi)部的物質(zhì)主要為去氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)，其次為一種堿性的核蛋白(histone)，二者組成一種複雜的化合物。另外染色體尚包含一些其他的蛋白質(zhì)(如酸性核蛋白)及核糖核酸(ribonucleic acid, RNA)。但主要的物質(zhì)，也就是染色體的骨干仍然是DNA。染色體到底有多少DNA分子，迄今尚無定論。不過目前生物學(xué)家大多數(shù)均認(rèn)為染色體是由一條DNA分子與histone所組成的複合物，其內(nèi)部的物質(zhì)可被一些酸性染料(如aceto carmine)或堿性染料(如basic fuchsine)染色。

下圖為一在光學(xué)顯微鏡下所觀察到的傳統(tǒng)染色體結(jié)構(gòu)圖。其中染色絲纏繞成螺旋狀分佈在染色體的兩臂中。實(shí)際上，染色絲即為DNA外包裹了一層histone所構(gòu)成。染色體上并有許多染色特深的染色粒(chomomere)，每條染色體上均有一明顯的中節(jié)區(qū)(centromere region)，又稱為初級(jí)結(jié)構(gòu)(first constriction)。由中節(jié)將染色體分成兩個(gè)染色體臂(chromosome arm)，若兩個(gè)臂大小相等，稱為中間中節(jié)染色體(middle centric chromosome);若兩臂一大一小，則稱為近中間中節(jié)染色體(submiddle centric chromosme);還有一種染色體，看起來只有一個(gè)臂，另一臂幾近缺如，這種染色體稱為末端中節(jié)染色體(telocentric　chromosome)。此外，染色體內(nèi)所充滿的一些堿性或酸性蛋白質(zhì)及其他的有機(jī)物質(zhì)稱為基質(zhì)(matrix)。有時(shí)，在染色體的一端，其染色特別深，此區(qū)域稱為異染質(zhì)(heterochromatin)。有的染色體一個(gè)臂的末端附著一個(gè)小圓球，稱為衛(wèi)星體(satellite)。也有時(shí)，在染色體臂上有一段會(huì)向里凹入，凹入的部份稱為次級(jí)結(jié)構(gòu)(secondary constriction)。以上這些結(jié)構(gòu)與特征，均可用來判定染色體的形態(tài)及性質(zhì)。