CROMOSOMA

CROMOSOMA. - Formazioni caratteristiche che si risolvono dalle sostanze nucleari delle cellule animali e vegetali quando queste entrano in attività riproduttiva. Mentre il nucleo di una cellula in riposo (termine questo incastato che indica la mancanza momentanea o definitiva di attività cariocinetiche) è caratterizzato da un carioplasma, che con i comuni mezzi di indagine istologica e citologica si rivela più o meno omogeneo, nella cellula in crisi cariocinetiche si risolve in un complesso di granulazioni che portano alla identificazione di corpiccoli ben colorabili con i coloranti basici aventi una forma sferica o allungata o fusiforme e che sono i c.; la loro grandezza è varia a seconda delle specie viventi come vario è il loro numero, ma nell'ambito di individui della stessa specie, numero, forma e grandezza sono rigorosamente costanti. Esistono così viventi con due o quattro c. (ascaris) con 12 c. (pino), con 48 c. (uomo), fino a qualche centinaio (radiolari). Il numero di c. che una cellula ha per corredo rimane costante in tutte le cellule figlie originate da questa perché ad ogni divisione che si verifica nella cellula i c. subiscono una fessurazione longitudinale; si ha così un loro momentaneo raddoppio fino a quando la divisione citoplasmatica o citodieresi non conduce alla formazione di due cellule figlie, ognuna delle quali avrà per corredo una metà dei c. formatisi a seguito della fessurazione longitudinale. Solo nelle cellule germinali si ha una riduzione a metà del numero dei c.

Questo assetto cromosomico della cellula prende il nome di corredo diploide e si indica con 2 n. Se, ad es., si considera un uovo di una specie animale e si pone che questo uovo abbia un corredo diploide di 4 c., tutte le cellule che si origineranno dalla cellula uovo e che nel loro complesso costituiranno i tessuti e gli organi dell'invadivuo adulto, manterranno costante il numero di 4 c. caratteristico della specie considerata. Ma in un individuo adulto, oltre alle cellule costituenti i tessuti e gli organi della vita vegetativa e di relazione e che prendono il nome di cellule della linea somatica, esistono, ed il loro differenziamento culmina con la maturità sessuale dell'individuo, cellule deputate al mantenimento della specie, e questi elementi prendono il nome di cellule della linea somatica.

germinali materne e paterne trasmettono nel figlio i caratteri dei genitori e che nel figlio del figlio si ritrovano i caratteri dei nonni; c'è qualcosa di stabile, che non può essere modificato nelle grandi linee e che necessariamente deve trovarsi nella cellula paterna e materna che hanno dato origine all'individuo figlio. L'idea di stabilità inerente ai caratteri ereditari, la concezione di immutabilità dei caratteri ereditari stessi da una parte, e dall'altra la costanza del numero e della forma dei c. dei viventi ed il fatto che ogni individuo ha un corredo cromosomico che per metà di origine materna e per metà di origine paterna hanno portato la maggior parte dei geneti, da Sutton in poi, a considerare i c. come i latri di quel quid che determina in un individuo i caratteri.

Nei c. avrebbero perciò la loro sede topografica e funzionale quelle entità di ordine submicroscopico e molecolare capaci di determinare i caratteri di un individuo e trasmissibili di generazione in generazione. A queste entità è stato dato il nome di "geni". Lavori soprattutto della scuola americana di Morgan hanno portato a risultati di enorme importanza. Si è potuto controllare sperimentalmente, ed il materiale di elezione per questa ricerca è stata la drosophila, il comune moscerino dell'aceto, che lungo i c. delle cellule germinali si trovano allineati i geni che determinano un gran numero di caratteri di questa specie animale. I geni funzionano e per la loro costituzione e per la loro reciproca posizione lungo il c. Se con un intervento sperimentale si distruggono o segmenti di c. o c. interi o si provoca lo spostamento di un settore di c., a seguito di spezzamento e di riagganciamento in una posizione diversa, l'individuo che si sviluppa da cellule germinali che hanno subito questi processi risulta alterato nei suoi caratteri e di solito mostra organi o apparati rudimentali o aberranti o caratteristiche morfologiche e funzionali diverse. A questo modificazioni che compaiono e che si trasmettono eredità riamente è stato dato il nome di mutazioni. Si è visto anche che il sesso di un individuo è in certi casi determinato da un c. particolare che ha preso il nome di eterocromosoma o c. sessuale e che alcuni caratteri che vengono ereditati assieme al sesso hanno i loro geni nel c. sessuale. Bisogna però ricordare che oggi molti autori danno importanza, e giustamente, anche al citoplasma per la trasmissione dei caratteri ereditari; si parla così di geni citoplasmatici o "plasmageni" (Casparì).

I recenti studi sulle strutture submicroscopiche hanno avuto come seducente campo di indagine anche la costituzione dei c. e dei geni. Queste ricerche in prevalenza hanno avuto lo scopo di indagare la struttura molecolare del c. e di studiare la sua composizione chimica ed insieme la costituzione dei geni anche con lo scopo di spiegare il perché della comparsa e della scomparsa ciclica dei

CROMOSOMA - Struttura spirale dei c. durante la prima divisione del granulo polinico delle Angiosperme: a-c Allium nutans, d. Gasteria depressa (Liliaceae): c. anafase, le altre in metafase (secondo Gellert).

Germinale. Le cellule germinali, una volta mature si uniranno, una cellula maschile o spermatozoo con una femminile o uovo per dar luogo ad un nuovo individuo assicurando così la perpetuità della specie. È chiaro che se tanto l'uovo che lo spermatozoo mantenessero il corredo diploide di c., ad es. 4, lo zigote, o uovo fecondato, avrebbe 8 c. e tutte le cellule che derivano dall'uovo, ossia tutto l'organismo avrebbe raddoppiato il numero di c. dei genitori. Si avrebbe così per ogni generazione di figli un raddoppio del numero di c. dei parenti ed in breve tempo questo numero sarebbe enorme; invece esiste un rapporto tra la quantità di sostanza nucleare e la quantità di sostanza citoplasmatica in ogni cellula (rapporto nucleo-plasmatico) che ha dei limiti di oscillazione e al di qua e al di là dei quali non è possibile la vita. Interviene perciò nelle cellule germinali un meccanismo regolativo per il quale gli elementi sessuali, a seguito di un processo chiamato meiosi (Farmer e Moore), riducono il loro numero di c. della metà del numero diploide, realizzandosi così il corredo apolide che si indica con n. Con la fecondazione, ossia con l'unione di due cellule aventi corredo apolide, si originerebbe una cellula con corredo diploide. Esistono individui nelle cellule del quali si ha naturalmente o si può sperimentalmente provocare un aumento del numero dei c., entro però dei limiti ristretti, tale numero è generalmente un multiplo del corredo diploide e gli individui prendono il nome di polploidi. Questo fenomeno rientra nel campo delle mutazioni, di quelle variazioni ereditarie che hanno la loro sede nel corredo cromosomico.

Si è detto che i c. sono visibili solamente nelle cellule in crisi cariocinetiche, raramente possono identificarsi nel nucleo in riposo delle cellule, salvo rare eccezioni (c. giganti delle ghiandole salivari dei ditteri, c. piumosi) negli oociti in crescita degli urodeli, ecc.). Questa osservazione ha assunto una enorme importanza quando gli studi genetici hanno portato i c. in una posizione di primo piano. È noto che ogni individuo eredita dai genitori i caratteri che nel loro complesso costituiscono l'individuo stesso. L'ambiente e la sua influenza possono operare nell'individuo determinate variazioni, ma queste oscillano sempre entro una gamma la cui ampiezza è determinata dai caratteri ereditari. Gli studi dell'agostiniano G. Mendel hanno dimostrato che le cellule

c. Ogni c. contiene una o più fibrille spiralizzate chiamate cromonemi, lungo queste spirali si trovano seriati elementi colorabili che prendono il nome di cromomeri. I cromonemi hanno struttura fibrillare probabilmente polipeptidica mentre l’esame all’ultra-violetto rivela nei cromonemi una massa proteica. Altri costituenti fondamentali dei c. sono gli acidi nucleici, lo studio dei quali, dopo le ricerche di T. Capersson e di J. Brachet ha assunto grande importanza. Nei c. si trova prevalentemente acido desossiribonucleico o timonucleico e piccole quantità di acido ribonucleico. Si ritiene che gli acidi nucleici formino ad intervalli regolari dei composti salini con la fibra proteica del cromonema.

Le sostanze colorabili del nucleo sono chiamate con il termine generico di cromatina, il quale non implica un concetto chimico definito. Essa comprende le due forme suddette di acidi nucleici. I c. giganti sono costituiti da due porzioni distinte: nell’eucromatina esiste una struttura regolare di dischi ricchi di acido timonucleico alternati a delle regioni acromatiche. Questa struttura regolare si perde nella eterocromatina più condensata e più colorabile e composta sia di acido ribonucleico che di acido timonucleico. L’acido ribonucleico costituisce parte del nucleolo e prende parte alla sintesi di molte sostanze proteiche.

Durante la cariocinesi gli acidi nucleici subiscono delle trasformazioni dimostrando di avere una struttura facilmente modificabile.

Gli acidi nucleici furono considerati come la sostanza fondamentale dei c. ma essi hanno una struttura chimica relativamente uniforme che male si accorda alle teorie genetiche sulla costituzione dei geni.

I moderni sviluppi della genetica, cioè della scienza che si occupa della ereditarietà dei caratteri nelle forme viventi, hanno portato in primo piano lo studio dei c. piccoli corpiccioli che si risolvono dal nucleo delle cellule in cui sono localizzati i geni, responsabili, con un complesso gioco probabilistico, alla trasmissione dei caratteri dal genitore al figlio. Oggi si intravede un meccanismo ancor più complesso per la interrelazioni tra i geni cromosomici e i geni di natura citoplasmatica. Tuttavia lo studio di questi organuli non si è arrestato e seppure la loro struttura sia ormai abbastanza ben conosciuta, si cerca ancora in essi la soluzione di uno dei più peculiari aspetti dei viventi: la trasmissione ereditaria dei caratteri (v. EREDITARIETÀ; PROTOPLASMA).