Un cromosoma si riferisce a a molecola di acido desossiribonucleico (DNA) con parte o tutto il materiale genetico (genoma) di un organismo. La maggior parte dei cromosomi eucariotici sono costituiti da proteine di imballaggio che, aiutate da proteine chaperone, si legano e condensano la molecola di DNA per evitare che diventi un groviglio ingestibile.
I cromosomi sono generalmente visibili al microscopio ottico solo quando la cellula sta attraversando la metafase della divisione cellulare. Questo è il periodo in cui tutti i cromosomi sono allineati al centro della cellula nella loro forma condensata. Prima che ciò accada, ogni cromosoma viene copiato una volta (fase S) e la copia è unita all'originale da un centromero. Ciò si traduce in una struttura a forma di X nei casi in cui il centromero si trova nel mezzo del cromosoma o in una struttura a due bracci nei casi in cui il centromero si trova vicino a una delle estremità. Il cromosoma originale e la copia vengono quindi indicati come cromatidi fratelli.
Durante la metafase, la struttura a forma di X è nota come cromosoma metafasico. In questa forma altamente condensata, i cromosomi sono più facili da distinguere e studiare. Nelle cellule animali, i cromosomi raggiungono il loro massimo livello di compattazione in anafase durante la segregazione cromosomica.
La ricombinazione cromosomica durante la meiosi e la successiva riproduzione sessuale svolgono un ruolo cruciale nella diversità genetica. Nel caso in cui queste strutture vengano manipolate in modo errato, attraverso processi chiamati instabilità e traslocazione cromosomica, la cellula può subire una catastrofe mitotica. Normalmente, questo sceglierà la cellula per iniziare l'apoptosi che porta alla sua stessa morte. Le mutazioni possono a volte ostacolare questo processo e quindi causare la progressione del cancro.
I procarioti come i batteri e gli archaea normalmente hanno un singolo cromosoma circolare ma con molte variazioni. I cromosomi della maggior parte dei batteri (noti come genofori da alcuni scienziati) possono variare in dimensioni solo da 130.000 paia di basi.
I cromosomi procariotici hanno una struttura meno basata sulla sequenza rispetto agli eucarioti. I batteri normalmente hanno un punto (l'origine della replicazione) da cui inizia la replicazione. Alcuni archaea hanno più origini di replicazione.
I cromosomi negli eucarioti sono costituiti da fibre di cromatina. La fibra di cromatina è costituita da nucleosomi. Le fibre di cromatina sono impacchettate dalle proteine in una struttura condensata nota come cromatina. La cromatina contiene la quantità maggiore di DNA e una quantità minore ereditata dalla madre può essere trovata nei mitocondri. La cromatina è presente in molte cellule, con poche eccezioni come i globuli rossi.
La cromatina consente alle lunghe molecole di DNA di adattarsi al nucleo cellulare. Durante la divisione cellulare, la cromatina si condensa ulteriormente per formare cromosomi microscopicamente visibili. La struttura del cromosoma differisce dal ciclo cellulare.
