Надо Знать

добавить знаний



Хромосома



План:


Введение

Хромосомные компонеты:

(1) хроматид
(2) Центромеры
(3) Короткое плечо
(4) Длинное плечо

Хромосома - это большая молекулярная структура, где содержится около 90% ДНК клетки. Все хромосомы содержат очень длинный непрерывный полимерный цепь ДНК (единственную ДНК молекулу), содержащий гены, регуляторные элементы и промежуточные нуклеотидные последовательности.

Слово "хромосома" происходит от греческих слов "хрома" - цвет и "сома" - тело.

Хромосомы эукариот состоят из линейной макромолекулы ДНК, намотана на специфичные белки - гистоны, формируя материал под названием "Хроматин".

В клетках прокариот обычно содержится единственная хромосома, которая, в отличие от эукариот, является кольцевой и лишенной гистонов. Впрочем, это правило не является абсолютным: существуют бактерии из более чем одной хромосомой, в некоторых бактерий хромосомы являются линейными, у нескольких видов архей обнаружены специфические гистоны.

Хромосомы могут находиться в двух структурно-функциональных состояниях: в конденсированном (сперализованы) и деконденсованому (деспиралезованому). В интерфазе хромосомы живой клетки невидимы, наблюдать можно только гранулы хроматина, так как в этот период хромосомы частично или полностью деконденсовани. Это их рабочим состоянием, ибо более диффузном хроматине активные процессы синтеза. Во время митотического деления клетки, когда происходит конденсация хроматина, хромосомы хорошо различимы.


1. Строение

1.1. Хроматин

Хроматином называют комплекс ДНК и белков. В состав хроматина входят два типа белков - гистонов и негистонови.

1.2. ДНП

Наименьшими структурными компонентами хромосом нуклеопотеидни фибриллы, видны исключительно в электронный микроскоп. - Состоят из ДНК и белков (преимущественно гистонов).

1.3. Нуклеосомы, хромонемы, хроматиды

Молекулы гистонов образуют группы - нуклеосомы. Каждая нуклеосома содержит в себе 8 белковых молекул. Размер нуклеосомы примерно 8 нм. С каждой нуклеосомы связана участок ДНК, спирально оплетает нуклеосому извне. В таком участке ДНК находится 140 нуклеотидов общей длиной 50 нм, но благодаря спирализации длина сокращается в 5 раз.

В хроматине около 87 - 90% длины ДНК связано с нуклеосомами.

Фибриллы ДНП попарно закручиваются, образуя хромонемы (от гр. Chroma - цвет, nema - струна), входящих в комплексы более высокого порядка - также спирально закрученных напивхроматид. Пара напивхроматид образует хроматид, а пара хроматид - хромосому.

На разных участках одной хромосомы спирализация, компактность ее основных элементов неодинакова; с этим связана различная интенсивность окращування отдельных участков.


1.4. Гетерохроматични участки

Те участки хромосомы, которые интенсивно воспринимают красители, называют гетерохроматичнимы (состоят из гетерохроматина), они даже в интерфазе остаются компактными и видимые в световой микроскоп.

Гетерохроматин выполняет преимущественно структурную функцию. Он находится в интенсивно конденсированном (сперализованы) состоянии и занимает одни и те же участки в гомологичных хромосомах, образует участки, прилегающие к центромеры и конце хромосомы. Потеря гетерохроматинового участков может не сказываться на жизнедеятельности клетки.


1.4.1. Гетерохроматин и тельца Барра

Выделяют также факультативный гетерохроматин, который возникает при спирализации и инактивации двух гомологичных хромосом. Так, в частности, образуется тельце Барра (Х-половой хроматин), который образует одна из Х-хромосом женских особей млекопитающих, в т. ч. человека.

1.5. Еухроматични участки

Неокрашенные и менее уплотненные участки хромосомы, деконденсуються и становятся невидимыми в период интерфазы, содержащие эухроматин и поэтому называются еухроматичнимы. Полагают, что в них находится больше генов.

Хромосомы во время деления клетки, в период метафазы, имеют вид нитей, палочек и т. п. Устройство одной хромосомы на разных участках неодинакова. В хромосоме Различают первичную перетяжку и два плеча.

Первичная перетяжка, или центромера - наиболее сперализованы часть хромосомы.

На ней размещен кинетохора (гр. kinesis - движение, phoros - несущий), к которому во время деления клетки крепятся нити веретена деления.

Место расположения центромеры в каждой пары хромосом постоянное, оно обусловливает их форму.

В зависимости от расположения центромеры выделяют три типа хромосом: Метацентрични, субметацентрични и акроцентричних. Метацентрични хромосомы имеют плечи почти одинаковой длины; в субметацентричних плечи неравные; акроцентричних хромосомы имеют палочковидные форму с очень коротким, почти незаметным другое плечо.

Могут возникать и телоцентрични хромосомы - как результат отрыва одного плеча, когда центромера расположена на конце хромосомы. В нормальном кариотипе такие хромосомы не встречаются.


1.6. Теломеры

Концы плеч хромосомы называют теломерами, это специализированные участки, которые препятствуют соединению хромосом между собой или с их фрагментами. Конец хромосомы, который не имеет теломеры, становится "ненасыщенным", "липким", и легко присоединяет фрагменты хромосом или "соединяется с подобными участками. В норме же теломеры сохраняют хромосому как дискретную индивидуальную единицу.

1.7. Спутники

Некоторые хромосомы имеют глубокие вторичные перетяжки, отделяющие отдельные участки хромосомы - спутники. Такие хромосомы могут сближаться и образовывать ассоциации, а тонкие нити, которые с "объединяют спутники с плечами хромосом, при этом участвуют в образовании ядрышек. Именно эти участки в хромосомах человека являются организаторами ядрышек. У человека вторичные перетяжки есть на длинном плече 1, 9 и 16 хромосом и на концевых участках коротких плеч 13, 14, 15, 21, 22 хромосом.

1.8. Хромомеры

В плечах хромосом видно толстые и интенсивнее окрашенные участки - хромомеры, которые чередуются с мижхромомернимы нитками. Вследствие этого хромосома может напоминать ряд неравномерно нанизанных бус.

2. Правило постоянства числа хромосом

Число хромосом и характерные особенности их строения - видовой признак. Это является правилом постоянства числа хромосом. Это число не зависит от высоты организации и не всегда указывает на филогенетическую родство. Например, в ядрах всех клеток лошадиной аскариды Paraascaris megalocephala univalenus находится по 2 хромосомы, у мухи-дрозофилы Drosophila melanogaster-по 8, у человека - по 46, а у речного рака Astacus fluviatalis - по 116.

Число хромосом не зависит от высоты организации, а также не всегда указывает на филогенетическое родство: одно и то же число может случаться в очень далеких форм, а у близких видов - очень отличаться. Однако, очень важно, что у представителей одного вида число хромосом в ядрах всех клеток постоянно.


3. Правило четности хромосом

Существует также правило четности хромосом, по которому число хромосом всегда парным, ибо кариотипе хромосомы объединяются в гомологические пары.

4. Правило индивидуальности хромосом

Гомологичные хромосомы одинаковые по форме и строению, расположению центромер, хромомер, других деталей строения. Негомологические хромосомы всегда имеют различия. Поэтому есть правило индивидуальности хромосом: каждая пара гомологичных хромосом характеризуется своими особенностями.

5. Правило непрерывности хромосом

Правило непрерывности хромосом: в последовательных генерациях число и индивидуальность хромосом сохраняется благодаря способности хромосом к авторепродукции во время деления клетки.

6. Наборы хромосом

6.1. Диплоидный

В ядрах соматических клеток (т.е. клеток тела) содержится полный двойной набор хромосом. В нем каждая хросома имеет своего гомологического "партнера". Такой набор хромосом называют диплоидным и обозначают "2n"

6.2. Гаплоидный

В ядрах гамет (половых клеток) в отличие от соматических, есть только по одной хромосоме из каждой гомологичной пари.Вси они разные. негомологические. Такой одинарный набор хромосом называют гаплоидным и обозначают как "n".

При оплодотворении происходит слияние гамет, каждая из которых вносит в зиготу гаплоидный набор хромосом, и восстанавливается диплоидный набор: n + n = 2n.

В некоторых организмов может вследствие мутаций варьироваться диплоидный набор хромосом - см. полиплоидия или анеуплоидия.

Ориентировочное количество генов ("Genes", красный столбик) и пар нуклеотидов ("Base pairs", зеленый столбик) каждой из хромосом человека.
Хромосома Гены Всего Пар нуклеотидов Секвенсовани пары нуклеотидов [1]
1 4,220 247,199,719 224,999,719
2 1,491 242,751,149 237,712,649
3 1,550 199,446,827 194,704,827
4 446 191,263,063 187,297,063
5 609 180,837,866 177,702,766
6 2,281 170,896,993 167,273,993
7 2,135 158,821,424 154,952,424
8 1,106 146,274,826 142,612,826
9 1,920 140,442,298 120,312,298
10 1,793 135,374,737 131,624,737
11 379 134,452,384 131,130,853
12 1,430 132,289,534 130,303,534
13 924 114,127,980 95,559,980
14 1,347 106,360,585 88,290,585
15 921 100,338,915 81,341,915
16 909 88,822,254 78,884,754
17 1,672 78,654,742 77,800,220
18 519 76,117,153 74,656,155
19 1,555 63,806,651 55,785,651
20 1,008 62,435,965 59,505,254
21 578 46,944,323 34,171,998
22 1,092 49,528,953 34,893,953
X Хромосома 1,846 154,913,754 151,058,754
Y Хромосома 454 57,741,652 25,121,652
Всего 32,185 3,079,843,747 2,857,698,560

7. Гетерохромосомы и аутосомы

При сравнении хромосомных наборов мужских и женских лиц одного вида наблюдается различие в одной паре хромосом. Эта пара получила название половых хромосом, или гетерохромосом.

Остальные пары гомологичных пар хромосом, одинаковых у обоих полов, имеющих общее название аутосомы.


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам