Kromosom njegova struktura. Kromosomi: struktura, funkcije i anomalije

Kromosomi su intenzivno obojena tijela koja se sastoje od molekule DNA vezane na histonske proteine. Kromosomi nastaju iz kromatina na početku stanične diobe (u profazi mitoze), ali se najbolje proučavaju u metafazi mitoze. Kada se kromosomi nalaze u ekvatorijalnoj ravnini i jasno su vidljivi pod svjetlosnim mikroskopom, DNK u njima postiže maksimalnu spiralizaciju.

Kromosomi se sastoje od 2 sestrinske kromatide (duplicirane molekule DNA) međusobno povezane u području primarne konstrikcije – centromere. Centromera dijeli kromosom na 2 kraka. Ovisno o položaju centromera, kromosomi se dijele na:

metacentrična centromera nalazi se u sredini kromosoma i kraci su joj jednaki;

submetacentrična centromera je pomaknuta iz sredine kromosoma i jedan krak je kraći od drugog;

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

Neki kromosomi imaju sekundarna suženja koja odvajaju područje koje se naziva satelit od kraka kromosoma, iz kojeg se formira nukleolus u interfaznoj jezgri.

Pravila kromosoma

1. Konstantnost broja. Somatske stanice tijela svake vrste imaju strogo definiran broj kromosoma (kod ljudi - 46, kod mačaka - 38, kod mušica Drosophila - 8, kod pasa - 78, kod pilića - 78).

2. Uparivanje. Svaki kromosom u somatskim stanicama s diploidnim sklopom ima isti homologni (identični) kromosom, identičan po veličini i obliku, ali različitog podrijetla: jedan od oca, drugi od majke.

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

4. Kontinuitet. Prije stanične diobe, DNA se udvostruči i formira 2 sestrinske kromatide. Nakon diobe kromatida po jedna ulazi u stanice kćeri i tako su kromosomi kontinuirani - iz kromosoma nastaje kromosom.

Svi kromosomi se dijele na autosome i spolne kromosome. Autosomi su svi kromosomi u stanicama, osim spolnih kromosoma, ima ih 22 para. Spolni kromosomi su 23. par kromosoma, koji određuju nastanak muških i ženskih organizama.

Somatske stanice imaju dvostruki (diploidni) set kromosoma, dok spolne stanice imaju haploidni (jednostruki).

Određeni skup staničnih kromosoma, karakteriziran konstantnošću njihovog broja, veličine i oblika, naziva se kariotip.

Kako bi se razumio složeni skup kromosoma, oni se raspoređuju u parove kako im se veličina smanjuje, uzimajući u obzir položaj centromera i prisutnost sekundarnih suženja. Takav sustavni kariotip naziva se idiogram.

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

Godine 1971. u Parizu su kromosomi klasificirani prema boji i izmjeni tamnih i svijetlih pruga hetero- i eukromatina.

Za proučavanje kariotipa genetičari koriste metodu citogenetske analize, kojom se mogu dijagnosticirati brojne nasljedne bolesti povezane s poremećajem broja i oblika kromosoma.

1.2. Životni ciklus stanice.

Život stanice od trenutka kada nastane diobom do vlastite diobe ili smrti naziva se životni ciklus stanice. Tijekom života stanice rastu, diferenciraju se i obavljaju specifične funkcije.

Život stanice između dioba naziva se interfaza. Interfaza se sastoji od 3 razdoblja: predsintetsko, sintetsko i postsintetsko.

Razdoblje predsinteze neposredno slijedi nakon diobe. U to vrijeme stanica intenzivno raste, povećavajući broj mitohondrija i ribosoma.

U sintetskom razdoblju dolazi do replikacije (udvostručavanja) količine DNA, kao i do sinteze RNA i proteina.

Tijekom postsinteznog razdoblja stanica skladišti energiju, sintetiziraju se vretenasti akromatin proteini iu tijeku su pripreme za mitozu.

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

Amitoza je izravna dioba prokariotskih stanica i nekih stanica kod ljudi.

Mitoza je neizravna stanična dioba tijekom koje iz kromatina nastaju kromosomi. Somatske stanice eukariotskih organizama dijele se mitozom, uslijed čega stanice kćeri dobivaju točno isti set kromosoma kakav je imala stanica kćer.

Mitoza

Mitoza se sastoji od 4 faze:

Profaza je početna faza mitoze. U to vrijeme počinje spiralizacija DNA i skraćuju se kromosomi koji od tankih nevidljivih niti kromatina postaju kratki, debeli, vidljivi svjetlosnim mikroskopom i raspoređeni u obliku lopte. Jezgrica i nuklearna membrana nestaju, a jezgra se raspada, centrioli staničnog središta divergiraju prema polovima stanice, a niti vretena se protežu između njih.

Metafaza - kromosomi se pomiču prema središtu, na njih su pričvršćene niti vretena. Kromosomi se nalaze u ekvatorijalnoj ravnini. Jasno su vidljivi pod mikroskopom, a svaki se kromosom sastoji od 2 kromatide. Tijekom ove faze može se prebrojati broj kromosoma u stanici.

Anafaza – sestrinske kromatide (nastaju u sintetskom razdoblju tijekom udvostručenja DNA) pomiču se prema polovima.

Telofaza (telos na grčkom - kraj) je suprotna od profaze: kromosomi se mijenjaju od kratkih debelih vidljivih do tankih do dugih nevidljivih u svjetlosnom mikroskopu, formiraju se jezgrina membrana i jezgrica. Telofaza završava diobom citoplazme pri čemu nastaju dvije stanice kćeri.

Biološki značaj mitoze je sljedeći:

stanice kćeri dobivaju potpuno isti set kromosoma koji je imala matična stanica, stoga se konstantan broj kromosoma održava u svim stanicama tijela (somatski).

Sve stanice, osim spolnih stanica, dijele se:

tijelo raste u embrionalnom i postembrionalnom razdoblju;

sve funkcionalno zastarjele stanice tijela (epitelne stanice kože, krvne stanice, stanice sluznice itd.) zamjenjuju se novima;

javljaju se procesi regeneracije (obnove) izgubljenih tkiva.

Dijagram mitoze

Kada je stanica koja se dijeli izložena nepovoljnim uvjetima, vreteno diobe može neravnomjerno rastegnuti kromosome do polova, te tada nastaju nove stanice s drugačijim sklopom kromosoma i dolazi do patologije somatskih stanica (heteroploidija autosoma), što dovodi do na bolesti tkiva, organa i tijela.

Kromosomi - samoreproduktivne strukture stanične jezgre. I kod prokariotskih i kod eukariotskih organizama geni su smješteni u skupinama na pojedinim molekulama DNA, koje su uz sudjelovanje proteina i drugih staničnih makromolekula organizirane u kromosome. Zrele zametne stanice (gamete – jajašca, spermiji) višestaničnih organizama sadrže jedan (haploidni) set kromosoma organizma.

Nakon što se potpuni skupovi kromatida pomaknu prema polovima, nazivaju se kromosoma. Kromosomi su strukture u jezgri eukariotskih stanica koje prostorno i funkcionalno organiziraju DNK u genomu jedinki.

Kemijski sastav kromosoma. Kromosom je deoksiribonukleoprotein (DNP), odnosno kompleks sastavljen od jedne kontinuirane dvolančane molekule DNA i proteina (histona i nehistona). Kromosomi također uključuju lipide i minerale (na primjer, ione Ca 2+, Mg 2+).

Svaki kromosom je složena supramolekularna tvorba, nastao kao rezultat zbijanja kromatina.

Građa kromosoma. U većini slučajeva kromosomi su jasno vidljivi samo u stanicama koje se dijele, počevši od faze metafaze, kada se mogu vidjeti čak i svjetlosnim mikroskopom. U tom razdoblju moguće je odrediti broj kromosoma u jezgri, njihovu veličinu, oblik i strukturu. Ti se kromosomi nazivaju metafaza. Interfazni kromosomi često se jednostavno nazivaju kromatin.

Broj kromosoma obično je konstantan za sve stanice pojedinca bilo koje vrste biljaka, životinja i ljudi. Ali različiti tipovi broj kromosoma varira (od dva do nekoliko stotina). Konjska valjkasta glista ima najmanji broj kromosoma, najveći je u protozoa i paprati, koje karakterizira visoka razina poliploidije. Tipično diploidni setovi sadrže od jednog do nekoliko desetaka kromosoma.

Broj kromosoma u jezgri nije povezan sa stupnjem evolucijskog razvoja živih organizama. U mnogim primitivnim oblicima ona je velika; na primjer, jezgre nekih vrsta protozoa sadrže stotine kromosoma, dok ih čimpanze imaju samo 48.

Svaki kromosom, formiran od jedne molekule DNA, je izdužena štapićasta struktura – kromatida, koji ima dva "kraka" odvojena primarnim suženjem ili centromerom. Metafazni kromosom sastoji se od dvije sestrinske kromatide povezane centromerom, od kojih svaka sadrži po jednu spiralno raspoređenu molekulu DNA.

Centromera je malo fibrilarno tjelešce koje vrši primarnu konstrikciju kromosoma. To je najvažniji dio kromosoma jer određuje njegovo kretanje. Centromera na koju su filamenti vretena pričvršćeni tijekom diobe (mitoza i mejoza) naziva se kinetohor(od grčkog kinetos - pokretni i choros - mjesto). Kontrolira kretanje divergentnih kromosoma tijekom stanične diobe. Kromosom koji nema centromeru ne može se kretati na uredan način i može se izgubiti.

Obično centromera kromosoma zauzima određeno mjesto, a to je jedno od obilježja vrste po kojima se razlikuju kromosomi. Promjena položaja centromera u određenom kromosomu služi kao pokazatelj kromosomskih preustroja. Krakovi kromosoma završavaju u regijama koje se ne mogu povezati s drugim kromosomima ili njihovim fragmentima. Ti se krajevi kromosoma nazivaju telomeri. Telomere štite krajeve kromosoma od sljepljivanja i time osiguravaju očuvanje njihove cjelovitosti. Za otkriće mehanizma zaštite kromosoma telomerima i enzimom telomerazom američki znanstvenici E. Blackburn, K. Greider i D. Shostak nagrađeni su 2009. godine. Nobelova nagrada u području medicine i fiziologije. Krajevi kromosoma često su obogaćeni heterokromatin.

Ovisno o položaju centromere, razlikuju se tri glavne vrste kromosoma: jednakokraki (krakovi jednake duljine), nejednakokraki (s kracima različite duljine) i štapićasti (jedan vrlo dug, drugi vrlo kratak, jedva primjetna ruka). Neki kromosomi nemaju samo jedan centromer, već i sekundarno suženje koje nije povezano s pričvršćivanjem niti vretena tijekom diobe. Ovo područje je nukleolarni organizator, koji obavlja funkciju sintetiziranja nukleolusa u jezgri.

Replikacija kromosoma

Važno svojstvo kromosoma je njihova sposobnost dupliciranja (samoumnožavanja). Duplikacija kromosoma obično prethodi staničnoj diobi. Udvostručenje kromosoma temelji se na procesu replikacije (od lat. replicatio - ponavljanje) makromolekula DNA, čime se osigurava točno kopiranje genetske informacije i njezin prijenos s koljena na koljeno. Duplikacija kromosoma složen je proces koji uključuje ne samo replikaciju divovskih molekula DNA, već i sintezu kromosomskih proteina povezanih s DNA. Završna faza je pakiranje DNK i proteina u posebne komplekse koji tvore kromosom. Kao rezultat replikacije, umjesto jednog majčinskog kromosoma, pojavljuju se dva identična kromosoma kćeri.

Funkcija kromosoma je:

u pohranjivanju nasljednih informacija. Kromosomi su nositelji genetske informacije;
prijenos nasljednih informacija. Nasljedna se informacija prenosi replikacijom molekule DNA;
realizacija nasljedne informacije. Zahvaljujući reprodukciji jedne ili druge vrste mRNA i, sukladno tome, jedne ili druge vrste proteina, vrši se kontrola nad svim životnim procesima stanice i cijelog organizma.

Dakle, kromosomi s genima sadržanim u njima određuju kontinuirani niz reprodukcije.

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

Svaka vrsta ima određeni broj kromosoma u svojim stanicama. Oni su nositelji gena koji određuju nasljedna svojstva stanica i organizama vrste. Gen– ovo je dio molekule DNA kromosoma na kojem se sintetiziraju različite molekule RNA (prevoditelji genetskih informacija).

Somatske, odnosno tjelesne stanice obično sadrže dvostruki, odnosno diploidni skup kromosoma. Sastoji se od parova (2n) kromosoma gotovo identičnih oblika i veličine. Takvi upareni, slični setovi kromosoma nazivaju se homologni (od grčkog homos - jednak, identičan, zajednički). Potječu od dva organizma; jedan komplet je od majke, a drugi od oca. Ovaj parni set kromosoma sadrži sve genetske informacije stanice i organizma (pojedinca). Homologni kromosomi identični su po obliku, duljini, strukturi, položaju centromera i nose iste gene s istom lokalizacijom. Sadrže isti skup gena, iako se njihovi aleli mogu razlikovati. Dakle, homologni kromosomi sadrže vrlo bliske, ali ne identične nasljedne informacije.

Skup karakteristika kromosoma (njihov broj, veličina, oblik i detalji mikroskopske strukture) u stanicama tijela organizma određene vrste naziva se kariotip. Oblik kromosoma, njihov broj, veličina, položaj centromere i prisutnost sekundarnih suženja uvijek su specifični za svaku vrstu, pomoću njih se može usporediti srodnost organizama i utvrditi njihovu pripadnost određenoj vrsti.

Konstantnost kariotipa, karakteristična za svaku vrstu, razvijena je u procesu njezine evolucije i određena je zakonima mitoze i mejoze. Međutim, tijekom postojanja vrste, može doći do kromosomskih promjena u njenom kariotipu zbog mutacija. Neke mutacije značajno mijenjaju nasljedna svojstva stanice i organizma u cjelini.

Stalne karakteristike kromosomskog skupa - broj i morfološke značajke kromosoma, određene uglavnom položajem centromera, prisutnošću sekundarnih suženja, izmjenom eukromatskih i heterokromatskih regija itd., omogućuju identifikaciju vrsta. Stoga se kariotip naziva "putovnica" tipa.

KROMOSOMI KROMOSOMI

(od kromo... i soma), organele stanične jezgre, koje su nositelji gena i određuju nasljeđe, svojstva stanica i organizama. Sposobni su za samoreprodukciju, imaju strukturnu i funkcionalnu individualnost i zadržavaju je tijekom generacija. Izraz "X." predložio W. Waldeyer (1888). Osnova X. je jedna kontinuirana dvolančana molekula DNA (u X. oko 99% DNA stanice), povezana s proteinima (histoni, itd.) u nukleoprotein. Struktura molekule DNA, njezina genetika. Kod osigurava bilježenje nasljeđa i informacija u X. Proteini (do 65% su sadržani u X. u višim biljkama i životinjama) sudjeluju u složenom pakiranju DNA u X. i regulaciji njegove sposobnosti da sintetizira RNA - transkripcija. U procesu funkcioniranja, X. prolaze kroz strukturne i morfološke. transformacije, koje se temelje na procesu spiralizacije – despiralizacije strukturnih podjedinica X. – kromonem. U fazi metafaze stanične diobe, spiralizirani (tijesno zbijeni) X. jasno su vidljivi u svjetlosnom mikroskopu. Svaki X. sastoji se od dvije uzdužne kopije - kromatide, nastale tijekom reduplikacije i koje zajedno drži centromera. U tjelesnim stanicama dvospolnih životinja i biljaka svaki je X. predstavljen s dva tzv. homologni X., koji potječu jedan od majčinog, a drugi od očinskog organizma. Spolne stanice nastale kao rezultat mejoze sadrže samo jedan od dva homologna X. Broj X jako varira: od dva do nekoliko. stotine X. čine kromosomske garniture (vidi KARIOTIP) različitih vrsta. Svaka vrsta organizma ima karakterističan i konstantan skup kromosoma u stanici, fiksiran u evoluciji ove vrste, a njegove promjene nastaju samo kao rezultat mutacija. U kariotipu se razlikuju spolni X., autosomi i X. koji stvaraju nukleol; u nekim vrstama mogu postojati dodatni X., čiji broj nije konstantan i koji ne sadrže gene karakteristične za ove vrste. U procesu razvoja višestaničnih organizama, X. može dobiti jedinstveni oblik iu nekim slučajevima imati posebne karakteristike. ime, npr. polytene X. tip četkica za svjetiljke itd. Do genetskih. aparat bakterija i virusa (oni obično sadrže jedan linearni ili prstenasti X., rubovi nemaju supramolekularni raspored i nisu odvojeni od citoplazme nuklearnom membranom), koncept X. je približno proizvoljan, jer je nastao tijekom proučavanje X. eukariota i podrazumijeva prisutnost u X. ne samo kompleksa biopolimera, već i specifičnih. supramolekularna struktura. (Vidi REPLIKACIJA).

.(Izvor: “Biološki enciklopedijski rječnik.” Glavni urednik M. S. Gilyarov; Urednički odbor: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin i drugi - 2. izdanje, ispravljeno - M.: Sov. Encyclopedia, 1986.)

kromosoma

Izdužena tijela smještena u jezgri stanice, koja sadrže geni. Kromosomi su glavni nositelji genetskog materijala, osiguravajući njegov prijenos s generacije na generaciju.
U razdoblju između staničnih dioba (u interfazi mitoza) kromosomi su nevidljivi u svjetlosnom mikroskopu i predstavljeni su neupredenim (despiraliziranim) nitima kromatin. U tom razdoblju događa se važan genetski događaj - replikacija DNK i na njoj temeljeno dupliciranje kromosoma. Sve dok dvije proizvedene kopije drže zajedno centromere, nazivaju se sestrinske kopije. kromatide. S početkom diobe stanica, kromosomi se spiraliziraju i postaju gušći. Pod svjetlosnim mikroskopom postaje jasno da se sastoje od dvije kromatide. Tijekom mitoze kromatide se odvajaju i postaju neovisni kromosomi. Dakle, tijekom staničnog ciklusa, struktura kromosoma prolazi kroz promjene.
Svaki kromosom je individualan, tj. karakteriziran samo svojom veličinom, oblikom i položajem centromere. U tjelesnim stanicama organizama koji se spolno razmnožavaju, svaki kromosom je predstavljen s dvije kopije, ili homolozima (vidi. Diploidni). Tijekom stvaranja zametnih stanica u mejoza svaki od njih sadrži jedan od dva homologna kromosoma (vidi. Haploidan). Tijekom oplodnje, uparivanje homolognih kromosoma se obnavlja: jedan kromosom svakog para je očinski, drugi je majčin.
Skup karakteristika kromosomske garniture (broj kromosoma, njihova veličina i oblik) konstantan je za stanice svake vrste i naziva se kariotip. U kariotipu se razlikuje par organizama koji određuju spol spolni kromosomi a svi ostali kromosomi su autosomi. Proučavanje ponašanja kromosoma u mitozi i mejozi, kao i uloge kromosoma, posebice spolnih kromosoma, u prijenosu svojstava s jedne generacije na drugu dovelo je do stvaranja poč. 20. stoljeće kromosomska teorija nasljeđa. Kromosom se često naziva genetskim materijalom bakterija i virusa, iako se njegova struktura razlikuje od kromosoma eukariotskih organizama.

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

Pogledajte što su "KROMOSOMI" u drugim rječnicima:

- [Rječnik strane riječi ruski jezik

- (od kromo... i grč. soma tijelo) strukturni elementi stanične jezgre koji sadrže DNK, a koji sadrži nasljedne informacije organizma. Geni su raspoređeni linearnim redoslijedom na kromosomima. Samodupliciranje i pravilna distribucija kromosoma duž... ... Veliki enciklopedijski rječnik

KROMOSOMI, strukture koje nose genetsku informaciju o organizmu, a koja je sadržana samo u jezgrama stanica EUKARIOTA. Kromosomi su končasti, sastoje se od DNK i imaju specifičan skup GENA. Svaka vrsta organizma ima svojstvo... ... Znanstveni i tehnički enciklopedijski rječnik

Kromosomi- Strukturni elementi stanične jezgre koji sadrže DNK, koja sadrži nasljedne informacije organizma. Geni su raspoređeni linearnim redoslijedom na kromosomima. Svaka ljudska stanica sadrži 46 kromosoma, podijeljenih u 23 para, od kojih su 22... ... Velika psihološka enciklopedija

Kromosomi- * sljepoočnice * kromosomi su samoreproduktivni elementi stanične jezgre koji zadržavaju strukturnu i funkcionalnu individualnost i boje se osnovnim bojama. Oni su glavni materijalni nositelji nasljednih informacija: geni... ... Genetika. enciklopedijski rječnik

KROMOSOMI, ohm, jedinice. kromosom, s, ženski (specijalista.). Trajni sastavni dio jezgre životinjskih i biljnih stanica, nositelji nasljedne genetske informacije. | pril. kromosomski, oh, oh. X. skup ćelija. Kromosomska teorija nasljeđa...... Rječnik Ozhegova

kromosoma- - strukturni elementi stanične jezgre koji sadrže gene organizirane u linearnom poretku... Kratki rječnik biokemijskih pojmova

KROMOSOMI- KROMOSOMI, najvažniji sastavni dio jezgre, oštro se otkrivaju tijekom procesa kariokineze zbog svoje sposobnosti da se intenzivno boje osnovnim bojama. Cjelokupnost suvremene biol. podaci nas tjeraju da X. smatramo nositeljima... ... Velika medicinska enciklopedija

Shema strukture kromosoma u kasnoj profazi i metafazi mitoze. 1 kromatida; 2 centromera; 3 kratko rame; 4 dugo rame. Kromosomski set (kariotip) čovjeka (žene). Kromosomi (grč. χρώμα boja i ... Wikipedia

- (od Chromo... i Soma) organele stanične jezgre, čija ukupnost određuje osnovna nasljedna svojstva stanica i organizama. Kompletan skup kemikalija u stanici, karakterističan za datog organizma, naziva se kariotip. U bilo kojoj ćeliji tijela... ... Velika sovjetska enciklopedija

knjige

Pohvala za glupost kromosoma. Priznanja neposlušne molekule, Lima de Faria Antonio, Publikacija sadrži najnovije podatke o molekularnoj organizaciji kromosoma. Informacije se prezentiraju u obliku kratkih tematskih priča; pažljivo odabrane šarene boje pojašnjavaju temu... Kategorija: Biologija Izdavač: Binom. Laboratorij znanja, Proizvođač:

Zbog toga postižu velike veličine, što je nezgodno tijekom diobe stanica. Kako bi spriječila gubitak genetskih informacija, priroda je smislila kromosome.

Struktura kromosoma

Ove guste strukture imaju štapićast oblik. Kromosomi se međusobno razlikuju po duljini koja se kreće od 0,2 do 50 mikrona. Širina obično ima konstantnu vrijednost i ne razlikuje se između različitih parova gustih tijela.

Na molekularnoj razini, kromosomi su složeni kompleks nukleinskih kiselina i histonskih proteina, čiji je omjer 40% prema 60% po volumenu. Histoni sudjeluju u zbijanju molekula DNA.

Vrijedno je napomenuti da je kromosom nepostojana struktura jezgre eukariotske stanice. Takva se tijela formiraju samo tijekom razdoblja diobe, kada je potrebno spakirati sav genetski materijal kako bi se pojednostavio njegov prijenos. Stoga razmatramo strukturu kromosoma u vrijeme pripreme za mitozu/mejozu.

Primarno suženje je fibrilarno tijelo koje dijeli kromosom na dva kraka. Ovisno o omjeru duljina ovih krakova, razlikuju se kromosomi:

Metacentrični, kada je primarno suženje točno u središtu.
Submetacentrično: duljina ramena malo se razlikuje.
Kod akrocentričnih je primarno suženje jako pomaknuto na jedan od krajeva kromosoma.
Telocentrično, kada je jedno od ramena potpuno odsutno (ne nalazi se kod ljudi).

Još jedna značajka strukture kromosoma eukariotske stanice je prisutnost sekundarne konstrikcije, koja je obično snažno pomaknuta prema jednom od krajeva. Njegova glavna funkcija je sinteza ribosomskih RNA na DNA matrici, koje zatim tvore ribosome nemambranskih staničnih organela. Sekundarne konstrikcije nazivaju se i nukleolarni organizatori. Te se tvorevine nalaze na distalnom dijelu kromosoma.

Nekoliko organizatora tvori integralnu strukturu - jezgricu. Broj takvih formacija u jezgri može varirati od 1 do nekoliko desetaka, a obično su vidljive čak iu svjetlosnom mikroskopu.

Tijekom sintetske faze mitoze, struktura kromosoma se mijenja kao rezultat duplikacije DNA tijekom procesa replikacije. U ovom slučaju nastaje poznati oblik koji podsjeća na slovo X. U tom obliku često možete uhvatiti kromosome i snimiti kvalitetnu sliku na posebnim mikroskopima.

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

Ljudi imaju 46 kromosoma.
Mačka ima 60.
Karas ima 100.
Štakor ima 42.
Luk ima 16.
Drosophila muha ima 8.
Miš ima 40.
Kukuruz ima 20.
Kajsija ima 16.
Rak ima 254.

Funkcije kromosoma

Jezgra je središnja struktura svake eukariotske stanice jer sadrži sve genetske informacije. Kromosomi obavljaju niz važnih funkcija, naime:

Pohranjivanje same genetske informacije u nepromijenjenom obliku.
Prijenos ove informacije replikacijom molekula DNA tijekom stanične diobe.
Manifestacija karakterističnih značajki organizma zbog aktivacije gena odgovornih za sintezu određenih proteina.
Sastavljanje rRNA u nukleolarnim organizatorima za konstrukciju malih i velikih podjedinica ribosoma.

Važnu ulogu tijekom stanične diobe ima primarna konstrikcija, na čije su proteine filamenti vretena pričvršćeni u metafazi mitoze ili mejoze. U ovom slučaju, X-struktura kromosoma je razbijena u dva štapićasta tijela, koja se isporučuju na različite polove i kasnije će biti zatvorena u jezgri stanica kćeri.

Razine zbijenosti

Prva razina naziva se nukleosomska. DNK se zatim omota oko histonskih proteina, tvoreći "perle na niti".

Druga razina je nukleomerna. Ovdje se "kuglice" spajaju i tvore niti debljine do 30 nm.

Treća razina naziva se kromomerna. U tom slučaju, niti počinju formirati petlje od nekoliko redova, skraćujući tako početnu duljinu DNK mnogo puta.

Četvrta razina je kromonemska. Kompaktizacija doseže svoj maksimum, a nastale štapićaste formacije već su vidljive u svjetlosnom mikroskopu.

Značajke genetskog materijala prokariota

Posebnost bakterija je odsutnost jezgre. Genetske informacije također se pohranjuju pomoću DNK, koja je rasuta po stanici kao dio citoplazme. Među molekulama nukleinskih kiselina ističe se jedna prstenasta. Obično se nalazi u središtu i odgovoran je za sve funkcije prokariotske stanice.

Ponekad se ta DNK naziva kromosomom bakterije, čija se struktura, naravno, ni na koji način ne podudara s strukturom eukariota. Stoga je takva usporedba relativna i jednostavno pojednostavljuje razumijevanje nekih biokemijskih mehanizama.

Danas ćemo gledati zajedno interes Pitaj koji se tiču biologije školskog tečaja, i to: vrste kromosoma, njihova struktura, funkcije koje obavljaju i tako dalje.

Prvo morate razumjeti što je to, kromosom? Ovo je zajednički naziv za strukturne elemente jezgre u eukariotskim stanicama. Upravo te čestice sadrže DNK. Potonji sadrži nasljedne informacije koje se prenose s roditeljskog organizma na potomke. To je moguće uz pomoć gena (strukturne jedinice DNK).

Prije nego što detaljno pogledamo vrste kromosoma, važno je upoznati se s nekim pitanjima. Na primjer, zašto se nazivaju ovim pojmom? Još 1888. godine znanstvenik V. Waldeyer dao im je ovo ime. Ako prevedemo s grčkog, onda doslovno dobivamo boju i tijelo. s čime je ovo povezano? Možete saznati u članku. Također je vrlo zanimljivo da se kružna DNA kod bakterija naziva kromosomima. I to unatoč činjenici da je struktura potonjeg i kromosoma eukariota vrlo različita.

Priča

Dakle, postalo nam je jasno da je kromosom organizirana struktura DNA 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 razmatranja vrsta kromosoma, predlažemo da malo razgovaramo o povijesti razvoja ovih čestica. I tako su pokusi koje je znanstvenik Theodore Boveri počeo provoditi još sredinom 1880-ih pokazali vezu između kromosoma i nasljeđa. Istodobno, Wilhelm Roux iznio je sljedeću teoriju - svaki kromosom ima različito genetsko opterećenje. Ovu teoriju testirao je i dokazao Theodore Boveri.

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

Edmund Beecher Wilson.
Walter Sutton.
Teofil slikar.

Rad Edmunda Wilsona bio je povezati teorije Boveria i Suttona, što je opisano u knjizi The Cell in Development and Heredity. Djelo je objavljeno oko 1902. godine i bilo je posvećeno kromosomskoj teoriji nasljeđa.

Nasljedstvo

I još jedna minuta teorije. U svojim je radovima istraživač Walter Sutton uspio otkriti koliko se kromosoma zapravo nalazi u staničnoj jezgri. Već je ranije rečeno da je znanstvenik ove čestice smatrao nositeljima nasljednih informacija. Osim toga, Walter je otkrio da se svi kromosomi sastoje od gena, a upravo su oni krivci što se roditeljska svojstva i funkcije prenose na potomke.

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

prijenos nasljednih informacija;
formuliranje glavnih odredbi o ulozi kromosoma.

Ova teorija se sada zove Boveri-Sutton teorija. Njegov daljnji razvoj proveden je u laboratoriju američkog biologa Thomasa Morgana. Znanstvenici su zajedno uspjeli:

utvrditi obrasce smještaja gena u tim strukturnim elementima;
izraditi citološku bazu podataka.

Struktura

U ovom odjeljku predlažemo da razmotrimo strukturu i vrste kromosoma. Dakle, govorimo o strukturnim stanicama koje pohranjuju i prenose nasljedne informacije. Od čega su napravljeni kromosomi? Od DNK i proteina. Osim toga, sastavni dijelovi kromosoma tvore kromatin. Proteini igraju važnu ulogu u pakiranju DNK u staničnoj jezgri.

Promjer jezgre ne prelazi pet mikrona, a DNK je potpuno upakirana u jezgru. Dakle, DNK u jezgri ima petljastu strukturu koju podupiru proteini. U isto vrijeme, potonji prepoznaju nukleotidne sekvence kako bi ih približili. Ako ćete proučavati strukturu kromosoma pod mikroskopom, onda je najbolje vrijeme za to metafaza mitoze.

Kromosom ima oblik malog štapića koji se sastoji od dvije kromatide. Ove posljednje drži centromera. Također je vrlo važno napomenuti da se svaka pojedinačna kromatida sastoji od kromatinskih petlji. Svi kromosomi mogu biti u jednom od dva stanja:

aktivan;
neaktivan.

Obrasci

Sada ćemo pogledati postojeće vrste kromosoma. U ovom odjeljku možete saznati koji oblici ovih čestica postoje.

Svi kromosomi imaju svoju individualnu strukturu. Posebnost su značajke bojanja. Ako proučavate morfologiju kromosoma, morate obratiti pozornost na neke važne stvari:

mjesto centromera;
duljina i položaj ramena.

Dakle, postoje sljedeće glavne vrste kromosoma:

metacentrični kromosomi (njihovi Posebnost- položaj centromera u sredini, ovaj oblik se također naziva jednakokraki);
submetacentrično (posebna značajka je pomicanje suženja na jednu stranu, drugo ime su nejednaka ramena);
akrocentričan (posebna značajka je prisutnost centromera na gotovo jednom kraju kromosoma, drugo ime je u obliku štapa);
točkasti (ovo ime su dobili zbog činjenice da je njihov oblik vrlo teško odrediti, što je zbog njihove male veličine).

Funkcije

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

U pohranjivanju nasljednih informacija. Kromosomi su nositelji genetske informacije.
U prijenosu nasljednih informacija. Nasljedne informacije prenose se replikacijom molekule DNA.
U provedbi nasljedne informacije. Zahvaljujući reprodukciji jedne ili druge vrste mRNA, i, sukladno tome, jedne ili druge vrste proteina, vrši se kontrola nad svim životnim procesima stanice i cijelog organizma.

DNK i RNK

Pogledali smo koje vrste kromosoma postoje. Sada prelazimo na detaljno proučavanje uloge DNA i RNA. Vrlo je važno napomenuti da upravo nukleinske kiseline čine oko pet posto mase stanice. Čine nam se kao mononukleotidi i polinukleotidi.

Postoje dvije vrste ovih nukleinskih kiselina:

DNA, što je kratica za deoksiribonukleinsku kiselinu;
RNA, transkript - ribonukleinske kiseline.

Osim toga, važno je zapamtiti da se ti polimeri sastoje od nukleotida, odnosno monomera. Ovi monomeri u DNA i RNA u osnovi su slične strukture. Svaki pojedini nukleotid također se sastoji od nekoliko komponenti, točnije tri, međusobno povezanih čvrstim vezama.

Sada malo o biološkoj ulozi DNA i RNA. Za početak, važno je napomenuti da se u stanici mogu naći tri vrste RNA:

informacijski (uklanja informacije iz DNA, djelujući kao matrica za sintezu proteina);
transport (transportira aminokiseline za sintezu proteina);
ribosomski (sudjeluje u biosintezi proteina i formiranju strukture ribosoma).

Koja je uloga DNK? Ove čestice pohranjuju informacije o nasljeđu. Dijelovi ovog lanca sadrže poseban niz dušičnih baza, koje su odgovorne za nasljedna svojstva. Osim toga, uloga DNK je prijenos ovih karakteristika tijekom diobe jezgre stanice. Uz pomoć RNA, sinteza RNA se provodi u stanicama, zbog čega se sintetiziraju proteini.

Kromosomski set

Dakle, gledamo tipove kromosoma, skupove kromosoma. Prijeđimo na detaljno razmatranje problema u vezi sa skupom kromosoma.

Broj ovih elemenata je karakteristična značajka ljubazan. Uzmimo kao primjer muhu Drosophila. Ona ih ima ukupno osam, dok primati imaju četrdeset osam. Ljudsko tijelo ima četrdeset i šest kromosoma. Odmah skrećemo pozornost na činjenicu da je njihov broj isti za sve stanice tijela.

Osim toga, važno je razumjeti da postoje dva moguće vrste set kromosoma:

diploid (karakteristika eukariotskih stanica, potpuni je set, odnosno 2n, prisutan u somatskim stanicama);
haploid (polovica kompletnog skupa, odnosno n, prisutna je u zametnim stanicama).

Morate znati da kromosomi tvore parove, čiji su predstavnici homolozi. Što ovaj pojam znači? Homologni su kromosomi koji imaju isti oblik, strukturu, položaj centromera itd.

Spolni kromosomi

Sada ćemo pobliže pogledati sljedeću vrstu kromosoma - spolne kromosome. Ovo nije jedan, već par kromosoma, različit u muških i ženskih jedinki iste vrste.

U pravilu, jedan od organizama (muški ili ženski) ima dva identična, prilično velika X kromosoma, a genotip je XX. Jedinka drugog spola ima jedan X kromosom i nešto manji Y kromosom. U ovom slučaju, genotip je XY. Također je važno napomenuti da se u nekim slučajevima formiranje muškog spola događa u nedostatku jednog od kromosoma, odnosno genotipa X0.

Autosomi

To su uparene čestice u organizmima s kromosomskom spolnom determinacijom koje su iste i kod muškaraca i kod žena. Jednostavnije rečeno, svi su kromosomi (osim spolnih kromosoma) autosomi.

Imajte na umu da prisutnost, kopije i struktura ni na koji način ne ovise o spolu eukariota. Svi autosomi imaju serijski broj. Ako uzmemo osobu, tada su dvadeset i dva para (četrdeset i četiri kromosoma) autosomi, a jedan par (dva kromosoma) su spolni kromosomi.

Svidio vam se članak? Podijeli

Ispiši ovaj članak