Особенности строения, химического состава хромосом и их значение

Хромосомы ( от греч. Хромаmoc - окрашенный, сома - тельце ) - структуры ядра, которые являются материальными носителями наследственной информации. Эти органеллы ядра образуются в результате уплотнения и спирализации хроматина и становятся заметными при делении клетки. На стадии метафазы хромосомы выстраиваются на экваторе клетки, образуя метафазную пластинку. Состоят хромосомы с ДНК, РНК, ядерных белков и ферментов, необходимых для их удвоение или синтеза иРНК.

Количество хромосом в клетках организмов разных видов различна и не зависит от высоты организации, а также не всегда указывает на филогенетическую родство.

Количество хромосом у некоторых видов

организмы

количество хромосом

организмы

количество хромосом

малярийный плазмодий

2

огурец

14

дрозофила

8

пырей

14

человек

46

помидоры

24

шимпанзе

48

сосна

24

рак речной

118

картофель

48

радиолярии

1600

слива

48

Строение . В строении метафазной хромосомы выделяют хроматиды, первичную перетяжку, плечи, вторичную перетяжку, спутники, ядрышковые организаторы, теломеры и др. Каждая такая хромосома состоит из двух продольных частей - хроматид. Первичная перетяжка (центромера) - наиболее спирализована часть хромосомы, разделяет ее на два плеча. На ней располагаются специальные белки (кинетохора), к которым при распределении генетического материала прикрепляются нити веретена деления. Некоторые хромосомы имеют вторичные перетяжки, часто отделяют участки хромосом, названные спутниками. Такие хромосомы в ядрах клеток могут приближаться друг к другу и образовывать ядрышковые организаторы, содержащие гены рРНК. Концы плеч получили название теломеров. Это генетически неактивные спирализовани участки, препятствующие соединению хромосом между собой или с их фрагментами.

Разновидности . Хромосомы отличаются размерами, формой, расположением перетяжек, степенью спирализации и тому подобное. По размеру и форме хромосомы можно сгруппировать парами, и эти парные хромосомы называют го-

Организация метафазной хромосомы

Организация метафазной хромосомы

1- центромерных участок хромосомы; 2 - теломерные участок; 3 - дочерние хроматиды; 4 - гетеро- хроматин; 5-эухроматин; 6 - малое плечо, 7 - большое плечо.

мологичнимы, а хромосомы разных пар будут друг относительно друга негомологические. Расположение перетяжек также позволяет разделить хромосомы на группы. Если перетяжка расположена посередине, а плечи имеют одинаковые размеры, то хромосомы называют ривноплечовимы, если же размеры плеч существенно отличные - неривноплечовимы. Хромосомы могут находиться в двух состояниях: в спираль изованому ( митоза хромосомы ) и деспирализованому ( интерфазного хромосомы ). При сравнении хромосомных наборов мужских и женских особей одного вида наблюдается различие в одной паре хромосом. Эта пара получила название половых хромосом, или гетерохромосом. Остальные пары гомологичных хромосом, одинаковых у обоих полов, имеют общее название аутосомы. Для выяснения работы наследственного аппарата необходимо изучать хромосомы не только во время митоза, но и на стадии интерфазы. В некоторых насекомых и других организмов интерфазного хромосомы гораздо толще и их хорошо видно в световой микроскоп. Политеннихромосомы - хромосомы, которые представляют собой пучок многочисленных (более 1000) растянутых в длину хроматид. Образуются эти хромосомы в результате многократной репликации и нерасхождения дочерних хромосом. Во время эксперимента по специальной окраской в них было обнаружено чередование светлых (деконденсовани участка) и темных (конденсированные участки) полос. Количество, размеры и расположение этих полос являются специфическими для вида. Бывают политенные хромосомы у некоторых насекомых, в эндосперме семян, эмбриональных тканях растений и тому подобное. Изучают политенные хромосомы для: а) выяснение работы генов, которые нужны в данный момент клетке (светлые развернутые полосы ДНК - пуфы - доступны для транскрипции) б) построения генетических карт; в) выявление хромосомных перестроек; г) выявление видовой принадлежности организмов и др.

Организация . Хромосомы имеют несколько уровней организации.

1. Организация хромонем. Молекулы ДНК на этом уровне организации хромосом спирально оплетают извне особые ядерные частицы из молекул гистонов, которые называют нуклеосомами. Каждая нуклеосома содержит в себе 8 белковых молекул. Нити нуклеосом с ДНК попарно закручиваются, образуя хромонемы (ДНК + нуклеосомы = хромонемы).

2. Организация хроматид. Хромонемы спирализуеться с образованием компактных хроматид.

3. Организация хромосом. Хроматиды после самоудвоения и суперспирализации образуют двохроматидни хромосомы.

Биологическое значение хромосом определяется такими их функциями, как: а) сохранение наследственной информации; б) контроль обмена веществ путем регуляции образования необходимых ферментов в) обеспечение роста клеток путем управления синтезом структурных белков; г) обеспечение развития клеток путем контроля за процессами дифференцировки; д) обеспечение условий удвоение ДНК и деления клеток.

Понятие о кариотипе

Кариотип - совокупность признаков хромосомного набора ( количество хромосом, форма, размеры ). Каждому виду организмов присущ определенный кариотип. Основными правилами, характеризующих кариотип, являются:

• правило специфичности - особенности кариотипа особей того или иного вида зависят от количества, размеров и формы хромосом;

правило стабильности - каждый вид эукариотических организмов имеет определенную и постоянную количество хромосом (например, у дрозофилы - 8 хромосом, у человека - 46);

правило парности- в диплоидному наборе каждая хромосома имеет себе пару, подобную по размерам и форме;

правило индивидуальности - каждая пара гомологичных хромосом характеризуется своими особенностями;

правило преемственности ( непрерывности ) - благодаря способности хромосом к авторепродукции во время деления клетки в следующих поколениях клеток одного вида сохраняется не только постоянное число хромосом, но и их индивидуальные особенности.

Хромосомный набор бывает диплоидным, гаплоидным, полиплоидный.

Гаплоидный набор - это половинный набор, в котором все хромосомы отличаются друг от друга по строению (его условно обозначают 1п).

Диплоидный набор - это парный набор, в котором каждая хромосома имеет парную хромосому, сходную по строению и размерам (его условно обозначают 2п).

Полиплоидный набор - это набор хромосом, кратный гаплоидному (его условно обозначают 3п, 4п, 5п и т.д.).

БИОЛОГИЯ + Американские ученые Элизабет Блэкберн, Кэрол Грейдер и Джек Шостак выяснили, каким чипом хромосомы сохраняют свою целостность при делении клетки. Они обнаружили, что причина этого - в кончиках хромосом, известных как теломеры ( их фермент - теломераза ) . Эти ученые предположили, что раковые клетки используют фермент теломеразу для обеспечения своего неконтролируемого деления. Кроме того, постепенное сокращение размеров теломеров с возрастом считается одним из основных механизмов старения. Дефекты теломеров также с причинами нескольких наследственных болезней кожи и легких. За эти исследования эти ученые стали обладателями Нобелевской премии 2009 года в области медицины и физиологии.

Omnis cellula e cellula

латинская пословица

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >