کروموزوم

کروموزوم (الگوریتم ژنتیک). در الگوریتم ژنتیک، یک کروموزوم (که گاهی genome نیز نامیده می شود) مجموعه ای از پارامترهاست به طوری که یک راه حل پیشنهادی را برای مسئله ای که الگوریتم ژنتیک سعی در حل آن دارد، تعریف می نماید. در حقیقت، کروموزوم به صورت عملی تر و در پیاده سازی، رشته راه حل پیشنهادی برای حل یک مسئله می باشد. یک کروموزوم بسته به مسئله می تواند، رشته ای از متغیرهای گسسته، مقادیر دودویی و مقادیر پیوسته باشد. در سایر الگوریتم های بهینه سازی نیز معادل کروموزوم وجود دارد. به عنوان مثال در روش بهینه سازی ازدحام ذرات و الگوریتم رقابت استعماری، به رشته جواب پیشنهادی مسئله به ترتیب عبارت "ذره" و "کشور" اختصاص یافته اند.
طراحی یک کروموزوم و پارامترهای آن به نیازهای خاص مسئله ای که باید حل شود بستگی دارد. به عنوان مثال فرض کنید مسئله ما پیدا کردن عدد یک صحیح بین 0 تا 255 می باشد به طوری که مقدار تابع f(x) = x * x بیشینه (ماکزیمم) گردد. (معمولاً این نوع مسایل توسط الگوریتم ژنتیک حل نشده و توسط روش های عددی حل می شوند. این تنها یک مثال ساده می باشد.) راه حل های ما اعدادی بین 0 تا 255 می باشند به طوری که هر یک از این راه حل ها را می توان با یک رشته 8 بیتی نمایش داد. بنابراین ما باید از یک رشته 8 بیتی به عنوان کروموزوم استفاده نماییم. حال اگر یک کروموزوم در جمعیت نمایش دهنده مقدار 155 باشد، آن کروموزوم باید به شکل 10011011 باشد.یک مسئله واقعی در این مورد می تواند مسئله فروشنده دوره گرد باشد. در این مسئله به دنبال ترتیبی از سفر به شهرهای مختلف می گردیم به طوری که فروشنده کوتاه ترین مسیر را طی نماید. فرض کنید شش شهر A, B, C, D, E و F وجود دارند. یک روش مناسب برای طراحی کروموزوم مسئله فوق ترتیبی است که شهرها ملاقات می شوند. به عنوان مثال ترتیبی که یک کروموزوم می تواند در این جمعیت داشته باشد می تواند شبیه DFABEC باشد.
در الگوریتم ژنتیک باید دو عملگر جهش و ادغام برای یک کروموزوم پیاده سازی گردند.
الگوریتم ژنتیک

کروموزوم (chromosome)
ساختار (یا: رنگین تن، فام تن) ساختارهایی در هستۀ یاخته، شامل هزاران ژن متوالی. این ساختارها خصوصیات موجود زنده را تعیین می کنند. در هر یاختۀ طبیعی انسان ۴۶ کروموزوم وجود دارد. هر کروموزوم طبیعی شامل رشته هایی از مولکول های بسیار دراز دی اِن اِی است که پیچیده، تاشده، و به وجودآورندۀ ساختاری متراکم است. کروموزوم استثنائاً پیش از تقسیم سلول دو رشتۀ دی اِن اِی دارد که نتیجۀ همانندسازی این مولکول است. مکان هر ژن خاص روی کروموزوم را جایگاه ژن می نامند. بیشتر موجودات عالی از هر کروموزوم دو نسخه دارند که به زوج همسان معروف و دیپلویید یا دولادند. برخی موجودات از هر کروموزوم فقط یک نسخه دارند و هاپلویید یا تک لادند. (← میتوز؛ میوز). در سلول فعال، کروموزوم ها به شکل رشته های کروماتین یافت می شوند که فشردگی آن ها کمتر است و با میکروسکوپ نوری مشاهده پذیر نیستند. در تقسیم سلولی، این رشته ها کوتاه تر و فشرده تر شده و با میکروسکوپ مشاهده می شوند. عکس های کروموزومی معمولاً در حالت تقسیم میتوزی تهیه می شوند. در چنین عکس هایی از کروموزوم های انسان، مشاهده می شود که بیشتر کروموزم های یک یاخته، دوبه دو هم اندازه اند. این کروموزوم ها به کروموزوم های همسان معروف اند. فقط یک زوج از آن ها همسان نیستند که به آن ها کروموزوم های جنسی می گویند. کروموزوم های جنسی کوتاه و کروموزومY نام دارد و تعیین کنندۀ جنسیت نر است. کروموزوم بزرگ تر کروموزوم X نامیده می شود. در جنس نر، یک کروموزومX و یک کروموزوم Y وجود دارد، درحالی که جنس ماده دو کروموزوم x دارد. در هر یاختۀ جنسی (گامت) حاصل از تقسیم میوز، تعداد کروموزوم ها به نصف کاهش می یابد، به قسمی که در هر گامت، فقط یکی از زوج کروموزوم های همسان قرار دارد.در ۱۹۹۷، متخصصان امریکایی ژنتیک نخستین کروموزوم مصنوعی انسان را ساختند. آن ها توانستند تلومرها (پایانه پار)، سانترومرها (میان پار)، و قطعات دی اِن اِی، شامل اطلاعات وراثتی، را که از گویچه های سفید جدا وبازسازی شده بودوارد یاخته های سرطانی انسان کنند. این یاخته ها اجزای فوق را گردآوری کردند و به شکل کروموزوم در آوردند. کروموزوم های مصنوعی با موفقیت به همۀ یاخته های دختری حاصل از تقسیم انتقال یافتند.تعیین توالی دی اِن اِی. برای نخستین بار، توالی دی اِن اِی کروموزوم انسانی با تعیین این توالی در کروموزوم شمارۀ ۲۲ صورت گرفت. پژوهشگران انگلیسی توالی ۴۵۴ ژن و۳۳.۵ میلیون بازِ آلی سازندۀ این کروموزوم را تا پایان ۱۹۹۹ تعیین کردند. کروموزوم ۲۲ یکی از کوچک ترین کروموزوم های انسانی و با بروز چندین اختلال ازجمله اسکیزوفرنیو تریزومی ۲۲، از علل شایع سقط، مرتبط است.