โครโมโซมเชิงเส้นคือโครโมโซมที่มีรูปร่างเป็นเส้นตรงและมีปลายทั้งสองข้าง ในเซลล์ยูคาริโอติก ส่วนใหญ่ ดีเอ็นเอจะเรียงตัวอยู่ในรูปของโครโมโซมเชิงเส้นหลายอัน ในทางตรงกันข้ามเซลล์โปรคาริโอติก ส่วนใหญ่ มักจะมีโครโมโซมวงกลม เพียงอัน เดียว

โดยทั่วไป ปัจจัยที่นำไปสู่การวิวัฒนาการของโครโมโซมแบบเส้นตรงในยูคาริโอตยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้แรงกดดัน ทางเลือกหนึ่ง ที่อาจสนับสนุนโครโมโซมแบบเส้นตรงเกี่ยวข้องกับขนาดของจีโนม ของสิ่งมีชีวิต กล่าวคือ โครโมโซมแบบเส้นตรงอาจทำให้การถอดรหัสและการจำลองแบบของจีโนมขนาดใหญ่ทำได้ง่ายขึ้น ในสิ่งมีชีวิตที่มีจีโนมขนาดใหญ่มาก โครโมโซมแบบวงกลมอาจก่อให้เกิดปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความเครียดจากการบิดตัวได้

โครโมโซมเชิงเส้นยังมีข้อเสียหรือปัญหาอยู่บ้าง โดยปัญหาใหญ่ที่สุดประการหนึ่งคือปัญหาการจำลองแบบปลายโครโมโซมปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจากทิศทางของเอนไซม์การจำลองแบบ DNA ส่งผลให้มีการสูญเสียสารพันธุกรรมที่ปลายโครโมโซมเชิงเส้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปหลังจากแต่ละรอบของการจำลองแบบเซลล์และ DNA เพื่อลดผลกระทบเชิงลบของการสูญเสียสารพันธุกรรมอย่างค่อยเป็นค่อยไปนี้ ยูคาริโอตได้วิวัฒนาการลำดับ DNA ปลายทางที่ไม่เข้ารหัส ซ้ำๆ ที่เรียกว่า เทโลเมียร์ที่ปลายโครโมโซม ลำดับที่ไม่เข้ารหัสซ้ำๆ เหล่านี้จะสูญหายไปแทนที่จะเป็น DNA ที่เข้ารหัสที่สำคัญ และจะถูกเติมเต็มโดยใช้เอนไซม์ที่เรียกว่าเทโลเมอเรส [ ^{1 ] อย่างไรก็ตาม}เทโลเมียร์ไม่ได้ป้องกันการสูญเสีย DNA ที่เข้ารหัสที่ปลายโครโมโซมเชิงเส้นได้อย่างสมบูรณ์ อันที่จริง การสูญเสีย DNA ที่เข้ารหัสในสายเซลล์ภายในสิ่งมีชีวิตในที่สุดนั้นเชื่อว่ามีบทบาทในความชรา นอกจากนี้ หลักฐานยังชี้ให้เห็นว่าเทโลเมียร์อาจไม่เสถียรและอาจเกิดการกลายพันธุ์ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาของเนื้องอกได้^{[ 2 ]}การกลายพันธุ์ที่นำไปสู่กิจกรรมของเทโลเมอเรสอย่างต่อเนื่องอาจส่งผลให้เซลล์ตายในสายเซลล์เนื้องอกลดลง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการพัฒนาของ มะเร็ง

โครโมโซมเชิงเส้นไม่ได้จำกัดเฉพาะสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตเท่านั้น สิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตบางชนิดก็มีโครโมโซมเชิงเส้น เช่นกัน Borrelia burgdorferiเป็นแบคทีเรียชนิดแรกที่ถูกค้นพบว่ามีโครโมโซมเชิงเส้น แต่ก็มีการค้นพบตัวอย่างใหม่ๆ เช่นStreptomycesและCoxiella burnetii หลายชนิด แบคทีเรียบางชนิด เช่นAgrobacterium tumefaciensมีทั้งโครโมโซมเชิงเส้นหนึ่งอันและโครโมโซมวงกลมหนึ่งอัน แบคทีเรียเหล่านี้ยังได้สร้างเทโลเมียร์ในรูปแบบของตนเองเพื่อปกป้อง DNA แม้ว่าจะไม่สามารถป้องกันได้อย่างสมบูรณ์แบบก็ตามStreptomycesมีเทโลเมียร์ที่หุ้มด้วยโปรตีน แต่ก็เป็นที่รู้จักกันว่าเป็น "หนึ่งในตัวอย่างที่น่าทึ่งที่สุดของความไม่เสถียรทางพันธุกรรมในหมู่โปรคาริโอต" ^{[ 3 ]}

การทดลองที่โครโมโซมวงกลมของสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตถูกทำให้เป็นเส้นตรงได้แสดงให้เห็นว่าโปรคาริโอตบางชนิดสามารถดำรงชีวิตได้แม้จะมีโครโมโซมเป็นเส้นตรง^{[ 4 ]}

จีโนมของไมโทคอนเดรียและพลาสติด ของยูคาริโอตส่วนใหญ่ อยู่ในโครโมโซมวงกลมเดี่ยว สอดคล้องกับบรรพบุรุษแบคทีเรีย อย่างไรก็ตาม ยูคาริโอตจำนวนมากมีดีเอ็นเอไมโทคอนเด รีย (mtDNA) แบบเส้นตรง บางชนิดแตกออกเป็นหลายโมเลกุล ในกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่หลากหลาย ได้แก่ สัตว์ (สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เมดูโซซัว ฟองน้ำ) เชื้อรา (โดยเฉพาะยีสต์) พืช และอัลวีโอเลตในยีสต์และพืช รูปร่างของ mtDNA ขึ้นอยู่กับวงจรชีวิต ในบางช่วงอาจเป็นวงกลม แต่ในบางช่วงจะพบรูปร่างแบบเส้นตรงแตกแขนง ซึ่งประกอบด้วยสำเนาที่ต่อกันของจีโนมดั้งเดิม^{[ 5 ]}ในจีโนมเหล่านี้การแปลงยีนช่วยขยายการทำซ้ำของเทโลเมียร์^{[ 6 ]}

สามารถพบรูปแบบที่คล้ายกันในจีโนมพลาสติดได้ ต้นกล้า ข้าวโพดมีดีเอ็นเอคลอโรพลาสต์ (cpDNA) ส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบเส้นตรงแบบแตกแขนง^{[ 7 ]}อะซีตาบูลาเรียมี cpDNA เส้นตรงที่แท้จริง^{[ 8 ]}