Chromosomy Typickou strukturou jádra všech euraryotních buněk jsou chromosomy. Základem chromosomu je chromatin, což je komplex deoxyribonukleové kyseliny, histonů, a některých dalších nehistonových proteinů stabilizujích a rozvolňujících chromatinové struktury. DNA vázaná s histony vytváří specializovaný útvar – nukleosom. Vytvořené nukleosomy se stáčejí do šroubovice vyššího řádu – tzv. superhelix. Toto specifické uspořádání umožňuje, aby dlouhé vlákno DNA bylo bez problémů uloženo do malého prostoru jádra buňky. Základní chromatinové osní vlákno, nazývané také chromonema, je v chromatidě mnohonásobně zřaseno a spiralizováno. V interfázním jádře je chromatin přítomen ve formě tenkých dlouhých vláken, jedná se o tzv. aktivní transkribovanou formu chromatinu – euchromatin. Chromatin, který není využíván pro transkribci v interfázním jádře vytváří kondenzované shluky heterochromatinu. Po vhodném cytologickém obarvení jsou heterochromatinové zrna dobře viditelnou strukturou v jádře. Celkový počet a charakteristická morfologická podoba jednotlivých chromosomů v buňce je posuzován na základě pozorování trvalých preparátů v metafázi mitotického dělení. V metafázi jaderného dělení mají maximálně spiralizované a zřasené chromosomy charakteristickou velikost a tvar. Jejich velikost se pohybuje mezi 0,2 – 0,25 mikrometry. Typický metafázní chromosom je tvořen vždy dvěma chromatidami. Tvar chromosomů je určen místem jejich vzájemného spojení v místě tzv. primární konstrikce, v oblasti centromery. Oblast centromery je tvořena heterochromatinem. Identické, sesterské chromatidy jsou výsledkem DNA replikace a duplikace chromosomálních proteinů v předchozí S-fázi. V oblasti primární konstrikce či centromery je umístěn kinetochor, což je diskovitá či kulovitá struktura s vazebnými místy pro metafázní kinetochorové mikrotubuly. Každá individuální chromatitida má svůj vlastní kinetochor. Každé raménko chromatidy je na konci zakončeno telomerou. Podle polohy centromery na chromatidách a tím i rozdílné délky chromosomálních ramének se chromosomy typově dělí na metacentrické, submetacentrické, akrocentrické a telocentrické. V závislosti na příslušném druhu organismu kolísá v individální buňce počet chromosomů od 2 do několika set. U somatických (tělních) buněk téhož druhu organismu je vždy počet chromosomů konstantní a hovoří se o diploidní sadě chromosomů = 2n. Naopak gametickou redukcí je v pohlavních buňkách (spermie, vajíčka) počet chromosomů redukován na polovinu a hovoříme o tzv. haploidní sadě chromosomů = 1n. Soubor chromosomů v buněčných jádrech určitého organismu je vždy konstantní nejen počtem, ale i velikostí a tvarem chromosomů. Tento charakteristický druhový soubor chromosomů je označován jako karyotyp. Karyotyp je velmi významnou druhově taxonomickou charakteristikou organismu. Karyologické techniky vizualizace chromosomů nám pak umožňují zhodnotit nejen druh, počet a tvar jeho chromosomů z taxonomického hlediska, ale což je rovněž velice důležité, mohou zhodnotit i tzv. somatické chromosomální aberace. Tak jsou souhrně nazývány morfologické změny struktury chromosomů buněk somatických linií např. po ionizujícím záření, rozmanitých chemických a fyzikálních mutagenech či přímo geneticky závislé karyotypové odchylky (Downův syndrom). V případě genomových mutací, při kterých dochází ke změně počtu celých sad chromosomů, hovoříme o polyploidii. K ní dochází po replikaci DNA v S-fázi buněčného cyklu, ovšem nedochází k cytokinezi. V živé přírodě se s polyploidií setkáme poměrně často u rostlin, ovšem i u některých nižších živočichů. Jejich chromosomové sady pak označujeme jako 3n (triploidní), 4n (tetraploidní)... Polyploidii lze navodit také působením tzv. mitotických jedů např. kolchicin. Polytenní chromosomy Polytenní chromosomy se vyskytují v buňkách slinných žlaz, malpighických trubic a rektálních žlaz v larválních stádiích dvoukřídlého hmyzu a mnohých rostlin. V jádře těchto buněk dochází k mnohonásobné replikaci DNA bez oddělování chromatid. Sesterské chromatidy jsou k sobě trvale (i v interfázi) synapticky přiloženy takovým způsobem, že spolu sousedí příslušné oblasti chromomer a domény stejné kvality. V některých místech je DNA hustě stočena, což lze v mikroskopu pozorovat jako bazofilní tmavá zrnka. Mezi jednotlivými tmavými úseky jsou po obarvení vidět světlejší mezery (rozvolnění DNA). Aktivní transkripční genovou aktivitu lze pozorovat na rozšířených místech chromosomu nazývaných Balbianiho prstence neboli „puffas“. Zde se hustě stočená chromatinová vlákna DNA rozestupují do postranních kliček. Každá rozvinutá smyška je aktivní transkipční jednotkou. Charakteristickou strukturu obřích, polytenních chromosomů lze studovat např. V buňkách slinných žlaz larev pakomárů nebo drosofily. Jemným roztlačením izolovaných buněk a následujícím obarvením můžeme tyto struktury pozorovat ve světelném mikroskopu.