Njegova struktura hromozoma. Kromosomi: struktura, funkcije i anomalije

Hromozomi su intenzivno obojena tijela koja se sastoje od molekula DNK vezanih za histonske proteine. Kromosomi se formiraju iz hromatina na početku diobe ćelije (u profazi mitoze), ali se najbolje proučavaju u metafazi mitoze. Kada se hromozomi nalaze u ekvatorijalnoj ravni i jasno su vidljivi pod svetlosnim mikroskopom, DNK u njima dostiže maksimalnu spiralizaciju.

Hromozomi se sastoje od 2 sestrinske hromatide (duplicirane molekule DNK) povezane jedna s drugom u području primarne konstrikcije - centromere. Centromera dijeli hromozom u 2 kraka. Ovisno o lokaciji centromere, hromozomi se dijele na:

    metacentrična centromera se nalazi u sredini hromozoma i njeni krakovi su jednaki;

    submetacentrična centromera je pomerena iz sredine hromozoma i jedan krak je kraći od drugog;

    akrocentrično - centromera se nalazi blizu kraja hromozoma i jedan krak je mnogo kraći od drugog.

Neki hromozomi imaju sekundarne konstrikcije koje odvajaju regiju zvanu satelit od kraka hromozoma, iz kojeg se formira nukleolus u interfaznom jezgru.

Pravila hromozoma

1. Konstantnost broja. Somatske ćelije tijela svake vrste imaju strogo određen broj hromozoma (kod ljudi - 46, kod mačaka - 38, kod muva Drosophila - 8, kod pasa - 78, kod pilića - 78).

2. Uparivanje. Svaki hromozom u somatskim ćelijama sa diploidnim skupom ima isti homologni (identični) hromozom, identične veličine i oblika, ali različitog porekla: jedan od oca, drugi od majke.

3. Individualnost. Svaki par hromozoma razlikuje se od drugog para po veličini, obliku, naizmjeničnim svijetlim i tamnim prugama.

4. Kontinuitet. Prije diobe ćelije, DNK se udvostručuje, što rezultira 2 sestrinske hromatide. Nakon diobe, jedna po jedna hromatida ulazi u ćelije kćeri i tako su hromozomi neprekidni – od hromozoma se formira hromozom.

Svi hromozomi se dijele na autosome i polne hromozome. Autozomi su svi hromozomi u ćelijama, sa izuzetkom polnih hromozoma, njih ima 22 para. Spolni hromozomi su 23. par hromozoma, koji određuju formiranje muških i ženskih organizama.

Somatske ćelije imaju dvostruki (diploidni) skup hromozoma, dok polne ćelije imaju haploidni (jednostruki) skup.

Određeni skup ćelijskih hromozoma, karakteriziran konstantnošću njihovog broja, veličine i oblika, naziva se kariotip.

Da bi se razumio složeni skup hromozoma, oni su raspoređeni u parove kako se njihova veličina smanjuje, uzimajući u obzir položaj centromera i prisustvo sekundarnih suženja. Takav sistematski kariotip naziva se idiogram.

Po prvi put, ovakva sistematizacija hromozoma predložena je na Kongresu genetike u Denveru (SAD, 1960.)

Godine 1971. u Parizu su hromozomi klasifikovani prema boji i izmjeni tamnih i svijetlih pruga hetero- i euhromatina.

Za proučavanje kariotipa, genetičari koriste metodu citogenetske analize, koja može dijagnosticirati niz nasljednih bolesti povezanih s poremećajima u broju i obliku kromosoma.

1.2. Životni ciklus ćelije.

Život ćelije od trenutka kada je nastala kao rezultat diobe do njene vlastite diobe ili smrti naziva se životni ciklus ćelije. Tijekom života stanice rastu, diferenciraju se i obavljaju određene funkcije.

Život ćelije između podjela naziva se interfaza. Interfaza se sastoji od 3 perioda: presintetičkog, sintetičkog i postsintetičkog.

Period presinteze odmah slijedi podjelu. U ovom trenutku, stanica intenzivno raste, povećavajući broj mitohondrija i ribozoma.

Tokom sintetičkog perioda dolazi do replikacije (udvostručavanja) količine DNK, kao i do sinteze RNK i proteina.

Tokom postsinteznog perioda, ćelija skladišti energiju, sintetišu se vretenasti proteini ahromatina, a pripreme za mitozu su u toku.

Postoje različite vrste diobe ćelija: amitoza, mitoza, mejoza.

Amitoza je direktna podjela prokariotskih stanica i nekih stanica kod ljudi.

Mitoza je indirektna ćelijska dioba tokom koje se hromozomi formiraju iz hromatina. Somatske ćelije eukariotskih organizama dijele se mitozom, zbog čega ćelije kćeri dobijaju potpuno isti skup hromozoma kao i ćelija kćer.

Mitoza

Mitoza se sastoji od 4 faze:

    Profaza je početna faza mitoze. U to vrijeme počinje spiralizacija DNK i skraćuju se hromozomi, koji od tankih, nevidljivih lanaca kromatina postaju kratki, debeli, vidljivi pod svjetlosnim mikroskopom i raspoređeni su u obliku lopte. Nukleol i nuklearna membrana nestaju, a jezgro se raspada, centriole ćelijskog centra divergiraju do polova ćelije, a filamenti vretena se protežu između njih.

    Metafaza - hromozomi se kreću prema centru, za njih su pričvršćene niti vretena. Hromozomi se nalaze u ekvatorijalnoj ravni.

    Anafaza - sestrinske hromatide (pojavljuju se u sintetičkom periodu tokom udvostručavanja DNK) divergiraju do polova.

    Telofaza (telos grčki - kraj) je suprotna profazi: hromozomi od kratkog debelog vidljivog postaju tanki dugi nevidljivi u svjetlosnom mikroskopu, formiraju se nuklearna membrana i nukleol. Telofaza završava podjelom citoplazme u dvije kćeri ćelije.

Biološki značaj mitoze je sljedeći:

    ćelije kćeri dobijaju potpuno isti skup hromozoma koji je imala matična ćelija, stoga se u svim ćelijama tela (somatskim) održava konstantan broj hromozoma.

    Sve ćelije, osim polnih, dijele se:

    tijelo raste u embrionalnom i postembrionalnom periodu;

    sve funkcionalno zastarjele ćelije organizma (epitelne ćelije kože, krvne ćelije, ćelije sluzokože, itd.) zamenjuju se novim;

    javljaju se procesi regeneracije (obnove) izgubljenih tkiva.

Dijagram mitoze

Kada je ćelija koja se deli izložena nepovoljnim uslovima, vreteno deobe može neravnomerno rastegnuti hromozome do polova i tada nastaju nove ćelije sa drugačijim setom hromozoma i dolazi do patologije somatskih ćelija (heteroploidija autosoma), što dovodi do bolesti tkiva, organa i tijela.

hromozomi - samoreproducirajuće strukture ćelijskog jezgra. I kod prokariotskih i kod eukariotskih organizama geni su locirani u grupama na pojedinačnim molekulima DNK, koji su uz učešće proteina i drugih ćelijskih makromolekula organizovani u hromozome. Zrele zametne ćelije (gamete – jajašca, spermatozoida) višećelijskih organizama sadrže jedan (haploidni) skup hromozoma organizma.

Nakon što se kompletni skupovi hromatida presele na polove, oni se nazivaju hromozoma. Kromosomi su strukture u jezgri eukariotskih stanica koje prostorno i funkcionalno organiziraju DNK u genomu pojedinca.

Hemijski sastav hromozoma. Kromosom je deoksiribonukleoprotein (DNP), odnosno kompleks formiran od jedne kontinuirane dvolančane DNK molekule i proteina (histona i nehistona). Kromosomi također uključuju lipide i minerale (na primjer, Ca 2+, Mg 2+ joni).

Svaki hromozom jeste kompleksne supramolekularne formacije, nastao kao rezultat zbijanja hromatina.

Struktura hromozoma. U većini slučajeva, hromozomi su jasno vidljivi samo u ćelijama koje se dijele, počevši od faze metafaze, kada se mogu vidjeti čak i svjetlosnim mikroskopom. U tom periodu moguće je odrediti broj hromozoma u jezgru, njihovu veličinu, oblik i strukturu. Ovi hromozomi se nazivaju metafaza. Interfazni hromozomi se često nazivaju jednostavno hromatin.

Broj hromozoma je obično konstantan za sve ćelije pojedinca bilo koje vrste biljaka, životinja i ljudi. Ali različite vrste broj hromozoma varira (od dvije do nekoliko stotina). Konjski okrugli crv ima najmanji broj hromozoma, najveći ga ima u protozoa i paprati, koje se odlikuju visokim nivoom poliploidije. Tipično diploidni setovi sadrže od jednog do nekoliko desetina hromozoma.

Broj hromozoma u jezgru nije povezan sa nivoom evolucionog razvoja živih organizama. U mnogim primitivnim oblicima je velika, na primjer, jezgra nekih protozoa sadrže stotine kromosoma, dok čimpanze imaju samo 48.

Svaki hromozom, formiran od jednog molekula DNK, jeste izdužena štapićasta struktura - hromatida, koji ima dva “ruka” razdvojena primarnom suženjem, ili centromerom. Metafazni hromozom se sastoji od dvije sestrinske hromatide povezane centromerom, od kojih svaka sadrži po jedan molekul DNK raspoređen u spiralu.

Centromere- Ovo je malo fibrilarno tijelo koje vrši primarnu konstrikciju hromozoma. To je najvažniji dio hromozoma, jer određuje njegovo kretanje. Centromera na koju su filamenti vretena pričvršćeni tokom diobe (mitoza i mejoza) naziva se kinetohor(od grčkog kinetos - mobilni i choros - mjesto). On kontroliše kretanje divergentnih hromozoma tokom deobe ćelije. Kromosom bez centromere nije u stanju da se kreće na uredan način i može se izgubiti.

Obično centromera hromozoma zauzima određeno mjesto, a to je jedna od karakteristika vrste po kojoj se hromozomi razlikuju. Promjena položaja centromere u određenom hromozomu služi kao indikator kromosomskih preuređivanja. Krakovi hromozoma završavaju se u regijama koje nisu u stanju da se povežu sa drugim hromozomima ili njihovim fragmentima. Ovi krajevi hromozoma se nazivaju telomere. Telomere štite krajeve hromozoma od lijepljenja i time osiguravaju očuvanje njihovog integriteta. Za otkriće mehanizma zaštite hromozoma telomerima i enzimom telomerazom, američki naučnici E. Blackburn, K. Greider i D. Shostak nagrađeni su 2009. Nobelova nagrada u oblasti medicine i fiziologije. Krajevi hromozoma su često obogaćeni heterohromatin.


Ovisno o lokaciji centromere, određuju se tri glavna tipa hromozoma: jednakokraki (krake jednake dužine), nejednakokraki (sa kracima različite dužine) i štapićasti (s jednim vrlo dugim, a drugim vrlo kratkim, jedva primjetna ruka). Neki hromozomi imaju ne samo jednu centromeru, već i sekundarnu konstrikciju koja nije povezana sa vezivanjem niti vretena tokom deobe. Ovo područje je nukleolarnog organizatora, koji obavlja funkciju sinteze nukleola u jezgri.

Replikacija hromozoma

Važno svojstvo hromozoma je njihova sposobnost umnožavanja (samo-replikacije). Duplikacija hromozoma obično prethodi deobi ćelije. Osnova udvostručavanja hromozoma je proces replikacije (od latinskog replicatio - ponavljanje) makromolekula DNK, čime se osigurava tačno kopiranje genetske informacije i njen prijenos s generacije na generaciju. Duplikacija hromozoma je složen proces koji uključuje ne samo replikaciju džinovskih molekula DNK, već i sintezu hromozomskih proteina povezanih sa DNK. Završna faza je pakovanje DNK i proteina u posebne komplekse koji formiraju hromozom. Kao rezultat replikacije, umjesto jednog majčinog hromozoma, pojavljuju se dva identična hromozoma kćeri.

Funkcija hromozoma je:

  • u pohranjivanju nasljednih informacija. Hromozomi su nosioci genetske informacije;
  • prenošenje nasljednih informacija. Nasljedne informacije se prenose replikacijom molekula DNK;
  • realizacija nasljednih informacija. Zahvaljujući reprodukciji jedne ili druge vrste mRNA i, shodno tome, jedne ili druge vrste proteina, vrši se kontrola nad svim životnim procesima ćelije i cijelog organizma.

Dakle, hromozomi sa genima sadržanim u njima određuju kontinuiranu seriju reprodukcije.

Kromosomi provode složenu koordinaciju i regulaciju procesa u ćeliji zahvaljujući genetskim informacijama sadržanim u njima, što osigurava sintezu primarne strukture proteina enzima.

Svaka vrsta ima određeni broj hromozoma u svojim ćelijama. Oni su nosioci gena koji određuju nasljedna svojstva ćelija i organizama vrste. Gene– ovo je dio molekule DNK hromozoma na kojem se sintetiziraju različiti molekuli RNK (translatori genetskih informacija).

Somatske, odnosno tjelesne ćelije obično sadrže dvostruki ili diploidni skup hromozoma. Sastoji se od parova (2n) hromozoma gotovo identičnog oblika i veličine. Takvi upareni, slični skupovi hromozoma nazivaju se homolognim (od grčkog homos - jednak, identičan, zajednički). Dolaze iz dva organizma; jedan komplet je od majke, a drugi od oca. Ovaj upareni skup hromozoma sadrži sve genetske informacije ćelije i organizma (pojedinca). Homologni hromozomi su identični po obliku, dužini, strukturi, lokaciji centromera i nose iste gene sa istom lokalizacijom. Oni sadrže isti skup gena, iako se njihovi aleli mogu razlikovati. Dakle, homologni hromozomi sadrže vrlo bliske, ali ne i identične, nasljedne informacije.

Skup karakteristika hromozoma (njihov broj, veličina, oblik i detalji mikroskopske strukture) u ćelijama tela organizma određene vrste naziva se kariotip. Oblik hromozoma, njihov broj, veličina, lokacija centromere i prisutnost sekundarnih suženja uvijek su specifični za svaku vrstu, pomoću njih se može uporediti srodnost organizama i utvrditi njihova pripadnost određenoj vrsti.

Konstantnost kariotipa, karakteristična za svaku vrstu, nastala je u procesu njene evolucije i određena je zakonima mitoze i mejoze. Međutim, tokom postojanja vrste, može doći do promjena hromozoma u njenom kariotipu zbog mutacija. Neke mutacije značajno mijenjaju nasljedne kvalitete ćelije i organizma u cjelini.

Konstantne karakteristike hromozomskog skupa - broj i morfološke karakteristike hromozoma, određene uglavnom lokacijom centromera, prisustvom sekundarnih suženja, izmjenom eukromatskih i heterokromatskih regija, itd., omogućavaju identifikaciju vrsta. Stoga se kariotip naziva "pasoš" tipa.

HROMOSOMI HROMOSOMI

(od hromo... i soma), organele ćelijskog jezgra, koje su nosioci gena i određuju nasljeđivanje, svojstva ćelija i organizama. Sposobni su za samoreprodukciju, imaju strukturnu i funkcionalnu individualnost i zadržavaju je generacijama. Izraz "X." predložio W. Waldeyer (1888). Osnova X. je jedan kontinuirani dvolančani DNK molekul (u X. oko 99% DNK ćelije), povezan sa proteinima (histoni, itd.) u nukleoprotein. Struktura molekule DNK, njena genetika. Kod osigurava bilježenje nasljeđa i informacija u X. Proteini (do 65% sadržano je u X. u višim biljkama i životinjama) učestvuju u složenom pakovanju DNK u X. i regulaciji njene sposobnosti da sintetiše RNK - transkripcija. U procesu funkcionisanja, X. prolazi strukturalno i morfološko. transformacije, koje se zasnivaju na procesu spiralizacije - despiralizacije strukturnih podjedinica X. - hromonema. U fazi metafaze ćelijske diobe, spiralizirani (usko zbijeni) X. su jasno vidljivi u svjetlosnom mikroskopu. Svaki X. sastoji se od dvije longitudinalne kopije - hromatide, koje se formiraju tokom reduplikacije i drže zajedno pomoću centromere. U tjelesnim stanicama biseksualnih životinja i biljaka svaki X. je predstavljen sa dvije tzv. homologni X., koji potiču jedan iz majčinog, a drugi iz očinskog organizma. Polne ćelije nastale kao rezultat mejoze sadrže samo jedan od dva homologna X. Broj X veoma varira: od dva do nekoliko. stotine X. čine hromozomske setove (vidi KARIOTIP) različitih vrsta. Svaki tip organizma ima karakterističan i stalan skup hromozoma u ćeliji, fiksiran u evoluciji ove vrste, a njegove promjene nastaju samo kao rezultat mutacija. U kariotipu se razlikuju seksualni X., autozomi i X. koji formiraju nukleole; u nekim vrstama mogu postojati dodatni X., čiji broj nije konstantan i koji ne sadrže gene karakteristične za ovu vrstu. U procesu razvoja višećelijskih organizama, X. može dobiti jedinstven oblik i u nekim slučajevima imati posebne karakteristike.


.(Izvor: “Biološki enciklopedijski rečnik.” Glavni urednik M. S. Giljarov; Uredništvo: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin i drugi - 2. izd., ispravljeno. - M.: Sov. enciklopedija, 1986.)

hromozoma

Izdužena tijela smještena u ćelijskom jezgru, koja sadrže geni. Hromozomi su glavni nosioci genetskog materijala koji osiguravaju njegov prijenos s generacije na generaciju.
U periodu između ćelijskih dioba (u interfazi mitoza) hromozomi su nevidljivi u svjetlosnom mikroskopu i predstavljeni su neupletenim (despiraliziranim) nitima hromatin. Tokom ovog perioda dešava se važan genetski događaj - replikacija DNK i duplikacija hromozoma zasnovana na tome. Sve dok se dvije proizvedene kopije drže zajedno pomoću centromere, one se nazivaju sestrinskim kopijama. hromatide. S početkom diobe ćelije, hromozomi se spiralno spuštaju i postaju gušći. Pod svjetlosnim mikroskopom postaje jasno da se sastoje od dvije hromatide. Tokom mitoze, hromatide se odvajaju i postaju nezavisni hromozomi. Dakle, tokom ćelijskog ciklusa, struktura hromozoma prolazi kroz promene.
Svaki hromozom je individualan, tj. karakterizira samo njegova veličina, oblik i položaj centromera. U tjelesnim stanicama organizama koji se razmnožavaju spolno, svaki kromosom je predstavljen u dvije kopije, ili homolozi (vidi. Diploid). Tokom formiranja zametnih ćelija u mejoza svaki od njih sadrži jedan od dva homologna hromozoma (vidi. Haploid). Tokom oplodnje, uparivanje homolognih hromozoma se obnavlja: jedan hromozom svakog para je očinski, drugi je majčinski.
Skup karakteristika hromozomskog skupa (broj hromozoma, njihova veličina i oblik) je konstantan za ćelije svakog tipa i naziva se kariotip. U kariotipu se razlikuje par organizama koji određuju spol polni hromozomi a svi ostali hromozomi su autozomi. Proučavanje ponašanja hromozoma u mitozi i mejozi, kao i uloge hromozoma, posebno polnih hromozoma, u prenošenju osobina sa jedne generacije na drugu dovelo je do stvaranja u početku. 20. vek hromozomska teorija nasljeđa. Kromosom se često naziva genetskim materijalom bakterija i virusa, iako se njegova struktura razlikuje od kromosoma eukariotskih organizama.

.(Izvor: “Biologija. Moderna ilustrovana enciklopedija.” Glavni urednik A. P. Gorkin; M.: Rosman, 2006.)


Pogledajte šta su "HROMOSOMI" u drugim rječnicima:

    - [Rječnik strane reči ruski jezik

    - (od hromo... i grčko telo soma) strukturni elementi ćelijskog jezgra koji sadrže DNK, koja sadrži nasledne informacije organizma. Geni su raspoređeni u linearnom redu na hromozomima. Samoumnožavanje i pravilna distribucija hromozoma duž ... ... Veliki enciklopedijski rječnik

    HROMOSOMI, strukture koje nose genetsku informaciju o organizmu, koja se nalazi samo u jezgrima EUKARIOTSKIH ćelija. Hromozomi su niti, sastoje se od DNK i imaju specifičan skup GENA. Svaka vrsta organizma ima karakteristiku ... ... Naučno-tehnički enciklopedijski rečnik

    hromozomi- Strukturni elementi ćelijskog jezgra koji sadrže DNK, koja sadrži nasljedne informacije organizma. Geni su raspoređeni u linearnom redu na hromozomima. Svaka ljudska ćelija sadrži 46 hromozoma, podeljenih u 23 para, od kojih 22 ... ... Odlična psihološka enciklopedija

    hromozomi- * templezomi * hromozomi su samoreproducirajući elementi ćelijskog jezgra koji zadržavaju strukturnu i funkcionalnu individualnost i obojeni su osnovnim bojama. Oni su glavni materijalni nosioci nasljednih informacija: geni ... ... Genetika. Encyclopedic Dictionary

    HROMOSOMI, ohm, jedinice. hromozom, s, ženski (specijalista.). Trajna komponenta jezgra životinja i biljne ćelije, nosioci nasljednih genetskih informacija. | adj. hromozomski, oh, oh. X. set ćelija. Hromozomska teorija nasljeđa....... Rječnik Ozhegova

    hromozoma- - strukturni elementi ćelijskog jezgra koji sadrže gene organizovane u linearnom redu... Kratak rječnik biohemijskih pojmova

    HROMOSOMI- HROMOSOMI, najvažnija komponenta jezgra, oštro se otkrivaju tokom procesa kariokineze zbog svoje sposobnosti da se intenzivno boje osnovnim bojama. Cjelokupnost moderne biol. podaci nas tjeraju da X. smatramo nosiocima... ... Velika medicinska enciklopedija

    Shema strukture hromozoma u kasnoj profazi i metafazi mitoze. 1 hromatida; 2 centromere; 3 kratko rame; 4 dugo rame. Hromozomski set (kariotip) čovjeka (žene). Hromozomi (grčki χρώμα boja i ... Wikipedia

    - (od Chromo... i Soma) organele ćelijskog jezgra, čija ukupnost određuje osnovna nasljedna svojstva ćelija i organizama kompletan skup hemikalija u ćeliji datog organizma, naziva se kariotip. U bilo kojoj ćeliji tijela..... Velika sovjetska enciklopedija

Knjige

  • Pohvale za glupost hromozoma. Ispovijesti neposlušnog molekula, Lima de Faria Antonio, Publikacija sadrži najnovije podatke o molekularnoj organizaciji hromozoma. Informacije su predstavljene u obliku kratkih tematskih priča; pažljivo odabrane šarene boje razjašnjavaju temu... Kategorija: Biologija Izdavač: Binom. Laboratorija znanja, Proizvođač:

Iz tog razloga dostižu velike veličine, što je nezgodno prilikom diobe ćelija. Kako bi spriječila gubitak genetskih informacija, priroda je osmislila hromozome.

Struktura hromozoma

Ove guste strukture su u obliku štapa. Hromozomi se međusobno razlikuju po dužini, koja se kreće od 0,2 do 50 mikrona. Širina obično ima konstantnu vrijednost i ne razlikuje se između različitih parova gustih tijela.

Na molekularnom nivou, hromozomi su složeni kompleks nukleinskih kiselina i histonskih proteina, čiji je odnos 40% prema 60% zapremine. Histoni su uključeni u zbijanje molekula DNK.

Vrijedi napomenuti da je hromozom nestalna struktura jezgra eukariotske ćelije. Takva tijela se formiraju samo u periodu diobe, kada je potrebno spakovati sav genetski materijal kako bi se pojednostavio njegov prijenos. Stoga razmatramo strukturu hromozoma u vrijeme pripreme za mitozu/mejozu.

Primarna konstrikcija je fibrilarno tijelo koje dijeli hromozom u dva kraka. Ovisno o omjeru dužina ovih krakova, razlikuju se hromozomi:

  1. Metacentrično, kada je primarna konstrikcija tačno u centru.
  2. Submetacentrično: dužina ramena se neznatno razlikuje.
  3. Kod akrocentričnih, primarna konstrikcija je snažno pomjerena na jedan od krajeva hromozoma.
  4. Telocentrično, kada je jedno od ramena potpuno odsutno (ne nalazi se kod ljudi).

Još jedna karakteristika strukture hromozoma eukariotske ćelije je prisustvo sekundarne konstrikcije, koja je obično snažno pomerena prema jednom od krajeva. Njegova glavna funkcija je sinteza ribosomskih RNK ​​na DNK matriksu, koji zatim formiraju nemembranske ćelijske organele ribozome. Sekundarne konstrikcije se također nazivaju nukleolarnim organizatorima. Ove formacije se nalaze na distalnom dijelu hromozoma.

Nekoliko organizatora čini integralnu strukturu - nukleolus. Broj takvih formacija u jezgri može varirati od 1 do nekoliko desetina, a obično su vidljive čak i u svjetlosnom mikroskopu.

Tokom sintetičke faze mitoze, struktura hromozoma se menja kao rezultat duplikacije DNK tokom procesa replikacije. U ovom slučaju se formira poznati oblik, koji podsjeća na slovo X. Upravo u tom obliku često možete uhvatiti hromozome i napraviti kvalitetnu sliku na posebnim mikroskopima.

Vrijedi napomenuti da broj kromosoma u različitim vrstama ni na koji način ne ukazuje na stupanj njihovog evolucijskog razvoja. Evo nekoliko primjera:

  1. Ljudi imaju 46 hromozoma.
  2. Mačka ima 60.
  3. Karas ima 100.
  4. Pacov ima 42.
  5. Luk ima 16.
  6. Drosophila muva ima 8.
  7. Miš ima 40.
  8. Kukuruz ima 20.
  9. Kajsija ima 16.
  10. Rak ima 254.

Funkcije hromozoma

Jezgro je centralna struktura svake eukariotske ćelije jer sadrži sve genetske informacije. Kromosomi obavljaju niz važnih funkcija, a to su:

  1. Čuvanje same genetske informacije u nepromijenjenom obliku.
  2. Prijenos ovih informacija replikacijom molekula DNK tokom diobe ćelije.
  3. Manifestacija karakterističnih osobina organizma zbog aktivacije gena odgovornih za sintezu određenih proteina.
  4. Sastavljanje rRNA u nukleolnim organizatorima za izgradnju malih i velikih ribosomskih podjedinica.

Važnu ulogu tokom diobe ćelije igra primarna konstrikcija, za čije su proteine ​​vezani filamenti vretena u metafazi mitoze ili mejoze. U ovom slučaju, X-struktura hromozoma je razbijena na dva štapićasta tijela, koja se isporučuju na različite polove i naknadno će biti zatvorena u jezgri kćeri ćelije.

Nivoi zbijenosti

Prvi nivo se naziva nukleosomski. DNK se zatim obavija oko histonskih proteina, formirajući "perle na niti".

Drugi nivo je nukleomerni. Ovdje se "perle" spajaju i formiraju niti debljine do 30 nm.

Treći nivo se naziva hromomerni. U ovom slučaju, lanci počinju formirati petlje od nekoliko redova, čime se početna dužina DNK skraćuje mnogo puta.

Četvrti nivo je hromonemičan. Kompaktizacija dostiže svoj maksimum, a nastale formacije u obliku štapa već su vidljive u svjetlosnom mikroskopu.

Osobine genetskog materijala prokariota

Posebnost bakterija je odsustvo jezgra. Genetske informacije se također pohranjuju pomoću DNK, koja je raštrkana po ćeliji kao dio citoplazme. Među molekulima nukleinske kiseline izdvaja se jedan prsten. Obično se nalazi u centru i odgovoran je za sve funkcije prokariotske ćelije.

Ponekad se ova DNK naziva hromozomom bakterije, čija se struktura, naravno, ni na koji način ne poklapa sa strukturom eukariota. Stoga je takvo poređenje relativno i jednostavno pojednostavljuje razumijevanje nekih biohemijskih mehanizama.

Danas ćemo zajedno pogledati zanimljivo pitanje o biologiji školskog predmeta, odnosno: tipovima hromozoma, njihovoj strukturi, funkcijama koje se obavljaju itd.

Prvo morate razumjeti šta je to, hromozom? Ovo je uobičajeno ime za strukturne elemente jezgra u eukariotskim ćelijama. Upravo te čestice sadrže DNK. Potonji sadrži nasljedne informacije koje se prenose s roditeljskog organizma na potomke. To je moguće uz pomoć gena (strukturnih jedinica DNK).

Prije nego što detaljno pogledamo vrste hromozoma, važno je upoznati se s nekim pitanjima. Na primjer, zašto se zovu ovim terminom? Još 1888. godine naučnik V. Waldeyer im je dao ovo ime. Ako prevedemo s grčkog, onda doslovno dobijamo boju i tijelo. Sa čime je ovo povezano? Možete saznati u članku. Također je vrlo zanimljivo da se kružna DNK u bakterijama naziva hromozomima. I to unatoč činjenici da je struktura potonjeg i hromozoma eukariota vrlo različita.

Priča

Dakle, postalo nam je jasno da je hromozom organizirana struktura DNK i proteina koja se nalazi u stanicama. Vrlo je zanimljivo da jedan dio DNK sadrži mnogo gena i drugih elemenata koji kodiraju sve genetske informacije organizma.

Prije nego što razmotrimo vrste hromozoma, predlažemo da malo popričamo o povijesti razvoja ovih čestica. I tako, eksperimenti koje je naučnik Theodore Boveri počeo provoditi sredinom 1880-ih pokazali su vezu između hromozoma i naslijeđa. Istovremeno, Wilhelm Roux je iznio sljedeću teoriju - svaki kromosom ima različito genetsko opterećenje. Ovu teoriju je testirao i dokazao Theodore Boveri.

Zahvaljujući radu Gregora Mendela iz 1900-ih, Boveri je uspio pratiti vezu između pravila nasljeđivanja i ponašanja hromozoma. Boverijeva otkrića mogla su utjecati na sljedeće citologe:

  • Edmund Beecher Wilson.
  • Walter Sutton.
  • Theophilus Painter.

Rad Edmunda Vilsona bio je da poveže teorije Boveri i Sutton, što je opisano u knjizi The Cell in Development and Heredity. Rad je objavljen oko 1902. godine i bio je posvećen hromozomskoj teoriji nasljeđa.

Nasljednost

I još jedan minut teorije. U svojim radovima, istraživač Walter Sutton uspio je otkriti koliko se hromozoma zapravo nalazi u ćelijskom jezgru. Ranije je već rečeno da je naučnik ove čestice smatrao nosiocima nasljednih informacija. Osim toga, Walter je otkrio da se svi hromozomi sastoje od gena, a upravo su oni krivci što se roditeljska svojstva i funkcije prenose na potomstvo.

Paralelno, radove je izvodio Theodore Boveri. Kao što je ranije spomenuto, oba naučnika su istražila niz pitanja:

  • prijenos nasljednih informacija;
  • formulacija glavnih odredbi o ulozi hromozoma.

Ova teorija se sada zove Boveri-Suttonova teorija. Njegov dalji razvoj proveden je u laboratoriji američkog biologa Thomasa Morgana. Zajedno, naučnici su uspjeli:

  • uspostaviti obrasce smještaja gena u ovim strukturnim elementima;
  • razviti citološku bazu podataka.

Struktura

U ovom odeljku predlažemo da razmotrimo strukturu i tipove hromozoma. Dakle, govorimo o strukturnim ćelijama koje pohranjuju i prenose nasljedne informacije. Od čega se sastoje hromozomi? Od DNK i proteina. Osim toga, sastavni dijelovi hromozoma formiraju hromatin. Proteini igraju važnu ulogu u pakovanju DNK u ćelijskom jezgru.

Prečnik jezgra ne prelazi pet mikrona, a DNK je potpuno spakovana u jezgro. Dakle, DNK u jezgru ima strukturu petlje koju podržavaju proteini. U isto vrijeme, potonji prepoznaju nukleotidne sekvence kako bi ih približili. Ako ćete proučavati strukturu hromozoma pod mikroskopom, onda je najbolje vrijeme za to metafaza mitoze.

Kromosom ima oblik malog štapića koji se sastoji od dvije hromatide. Potonje se drže centromerom. Takođe je veoma važno napomenuti da se svaka pojedinačna hromatida sastoji od hromatinskih petlji. Svi hromozomi mogu biti u jednom od dva stanja:

  • aktivan;
  • neaktivan.

Forms

Sada ćemo pogledati postojeće tipove hromozoma. U ovom odeljku možete saznati koji oblici ovih čestica postoje.

Svi hromozomi imaju svoju individualnu strukturu. Posebnost su karakteristike bojenja. Ako proučavate morfologiju hromozoma, postoje neke važne stvari na koje treba obratiti pažnju:

  • lokacija centromere;
  • dužina i položaj ramena.

Dakle, postoje sljedeće glavne vrste hromozoma:

  • metacentrični hromozomi (njihovi razlikovna karakteristika- položaj centromere u sredini, ovaj oblik se naziva i ravnokraki);
  • submetacentrično (posebna karakteristika je pomicanje suženja na jednu stranu, drugo ime su nejednaka ramena);
  • akrocentrično (posebna karakteristika je prisustvo centromere na gotovo jednom kraju hromozoma, drugo ime je u obliku štapa);
  • tačkasti (ovaj naziv su dobili zbog činjenice da je njihov oblik vrlo teško odrediti, što je zbog njihove male veličine).

Funkcije

Bez obzira na vrstu hromozoma kod ljudi i drugih bića, ove čestice vrše masu razne funkcije. O čemu pričamo možete pročitati u ovom dijelu članka.

  • U pohranjivanju nasljednih informacija. Hromozomi su nosioci genetske informacije.
  • U prenošenju nasljednih informacija. Nasljedne informacije se prenose replikacijom molekula DNK.
  • U implementaciji nasljednih informacija. Zahvaljujući reprodukciji jedne ili druge vrste mRNA, i, shodno tome, jedne ili druge vrste proteina, vrši se kontrola nad svim vitalnim procesima ćelije i cijelog organizma.

DNK i RNK

Pogledali smo koje vrste hromozoma postoje. Sada prelazimo na detaljno proučavanje uloge DNK i RNK. Vrlo je važno napomenuti da upravo nukleinske kiseline čine oko pet posto mase ćelije. Oni nam se pojavljuju kao mononukleotidi i polinukleotidi.

Postoje dvije vrste ovih nukleinskih kiselina:

  • DNK, što je skraćenica za deoksiribonukleinsku kiselinu;
  • RNK, transkript - ribonukleinske kiseline.

Osim toga, važno je zapamtiti da se ovi polimeri sastoje od nukleotida, odnosno monomera. Ovi monomeri u DNK i RNK su u osnovi slične strukture. Svaki pojedinačni nukleotid također se sastoji od nekoliko komponenti, odnosno tri, međusobno povezane jakim vezama.

Sada malo o tome biološka uloga DNK i RNK. Za početak, važno je napomenuti da se u ćeliji mogu naći tri tipa RNK:

  • informativni (uklanjanje informacija iz DNK, djelujući kao matrica za sintezu proteina);
  • transport (transport aminokiselina za sintezu proteina);
  • ribosomalni (sudjeluje u biosintezi proteina i formiranju strukture ribosoma).

Koja je uloga DNK? Ove čestice pohranjuju informacije o naslijeđu. Dijelovi ovog lanca sadrže poseban niz azotnih baza koje su odgovorne za nasljedne osobine. Osim toga, uloga DNK je da prenese ove karakteristike tokom ćelijske nuklearne diobe. Uz pomoć RNK u stanicama se provodi sinteza RNK, zbog čega dolazi do sinteze proteina.

Skup hromozoma

Dakle, mi gledamo tipove hromozoma, skupove hromozoma. Pređimo na detaljno razmatranje pitanja u vezi sa hromozomskim skupom.

Broj ovih elemenata je karakteristična karakteristika vrsta. Uzmimo za primjer muhu Drosophila. Ona ih ima ukupno osam, dok primati imaju četrdeset osam. Ljudsko tijelo ima četrdeset i šest hromozoma. Odmah vam skrećemo pažnju da je njihov broj isti za sve ćelije u telu.

Osim toga, važno je razumjeti da postoje dva mogući tipovi skup hromozoma:

  • diploidni (karakterističan za eukariotske ćelije, kompletan je set, odnosno 2n, prisutan u somatskim ćelijama);
  • haploidni (polovina kompletnog skupa, odnosno n, prisutna je u zametnim ćelijama).

Morate znati da hromozomi formiraju parove, čiji su predstavnici homolozi. Šta ovaj izraz znači? Homologni su hromozomi koji imaju isti oblik, strukturu, lokaciju centromera i tako dalje.

Spolni hromozomi

Sada ćemo pobliže pogledati sljedeću vrstu hromozoma - polne hromozome. Ovo nije jedan, već par hromozoma, različitih kod muških i ženskih jedinki iste vrste.

U pravilu, jedan od organizama (muški ili ženski) ima dva identična, prilično velika X hromozoma, a genotip je XX. Osoba drugog pola ima jedan X hromozom i nešto manji Y hromozom. U ovom slučaju, genotip je XY. Takođe je važno napomenuti da u nekim slučajevima do formiranja muškog pola dolazi u odsustvu jednog od hromozoma, odnosno genotipa X0.

Autosome

To su uparene čestice u organizmima s hromozomskim određivanjem spola koje su iste i kod muškaraca i kod žena. Jednostavnije rečeno, svi hromozomi (osim polnih) su autozomi.

Imajte na umu da prisustvo, kopije i struktura ni na koji način ne ovise o spolu eukariota. Svi autozomi imaju serijski broj. Ako uzmemo osobu, onda su dvadeset dva para (četrdeset četiri hromozoma) autozomi, a jedan par (dva hromozoma) su polni hromozomi.



Da li vam se svidio članak? Podijelite to
Odštampajte ovaj članak
Top