Um cromossoma eucariótico funcional deve conter três elementos: um centrómero, telómeros, e numerosas origens de replicação.
O centrómero é uma sequência de DNA que liga cromatídeos irmãos. É também aqui onde os cinetocoros, complexos proteicos a que os microtúbulos do fuso se ligam, são formados depois de o cromossoma ser replicado. Os cinetocoros permitem que os microtúbulos do fuso movimentem os cromossomas dentro da célula durante a divisão celular.
Os telómeros consistem em sequências repetitivas de nucleótidos não codificantes, nas suas extremidades. Estas sequências são normalmente semelhantes entre espécies. Eles consistem geralmente em unidades repetidas de adenina ou timina seguidas de múltiplos nucleótidos de guanina. Os telómeros protegem e estabilizam as extremidades dos cromossomas. Se um cromossoma se quebrasse, começaria a degradar-se no terminal recém-criado, que não tem um telómero.
Origens de Replicação e ARSs
Os cromossomas eucarióticos também devem ter numerosas origens de replicação, que são sequências de nucleótidos que determinam onde começa a replicação do DNA. Embora o número preciso de origens de replicação no genoma humano ainda não tenha sido quantificado, pelo menos 30.000 seriam necessários para que a replicação ocorresse de forma oportuna. Se os cromossomas humanos contivessem apenas uma dessas origens, por exemplo, seria necessário mais de um mês para replicar um único cromossoma.
Embora a importância das origens da replicação esteja estabelecida, a definição destas sequências provou ser difícil. No entanto, algumas experiências com levedura identificaram alguns candidatos. Quando algumas sequências cromossómicas são adicionadas a uma célula de levedura como uma molécula de DNA circular extracelular, elas replicam de forma autónoma. Isto dá a estas sequências o seu nome – sequências de replicação autónoma (ARSs). Algumas ARSs correspondem provavelmente a origens de replicação que funcionam dentro do genoma da levedura. No entanto, algumas delas não estão localizadas ao longo de uma porção de DNA fortemente associada ao início da replicação.
Em mamíferos, como seres humanos, e outros eucariotas mais complexos, a origem das sequências de replicação não está bem definida. Isto porque elas são provavelmente definidas por uma combinação de sequência de nucleótidos, proteínas associadas, e estrutura de cromatina.
