Sastoje se od dva niza - hromatide

Paralelno raspoređeni i međusobno povezani u jednoj tački, tzv centromere

ili primarna konstrikcija

Na nekim hromozomima može se vidjeti i sekundarno istezanje.

Ako se sekundarna konstrikcija nalazi blizu kraja hromozoma, tada se distalna regija omeđena njome naziva satelit.

Krajnji dijelovi hromozoma imaju posebnu strukturu i nazivaju se telomere

Odsječak hromozoma od telomera do centromere naziva se hromozomska ruka

Svaki hromozom ima dva kraka. U zavisnosti od odnosa dužina krakova razlikuju se tri tipa hromozoma: 1) metacentrični (jednaki krakovi); 2) submetacentrični (nejednako rame); 3) akrocentrični, kod kojih je jedno rame vrlo kratko i ne može se uvijek jasno razlikovati.

Uz lokaciju centromere, prisustvo sekundarne konstrikcije i satelita, njihova dužina je važna za određivanje pojedinačnih hromozoma. Za svaki hromozom određenog skupa, njegova dužina ostaje relativno konstantna. Mjerenje hromozoma je neophodno za proučavanje njihove varijabilnosti u ontogenezi u vezi sa bolestima, anomalijama i poremećenom reproduktivnom funkcijom.

Fina struktura hromozoma.

Hemijska analiza strukture hromozoma pokazala je prisustvo dve glavne komponente u njima: deoksiribonukleinske kiseline (DNK) i proteina kao što su histoni i protomit (u zametnim ćelijama). Studije fine submolekularne strukture hromozoma dovele su naučnike do zaključka da svaka hromatida sadrži jednu nit - hromost. Svaki hromonema se sastoji od jednog molekula DNK. Strukturna osnova hromatide je lanac proteinske prirode. Chromonema je raspoređena u hromatidi u obliku bliskom spirali. Dokaz za ovu pretpostavku dobijen je, posebno, proučavanjem najmanjih izmjenjivih čestica sestrinskih hromatida, koje su se nalazile preko hromozoma.

Kariotip

Prilikom analize skupova hromozoma u ćelijama različite vrste pronađene su razlike u broju hromozoma ili njihovoj strukturi, ili oboje u isto vrijeme. Skup kvantitativnih i strukturnih karakteristika diploidnog seta hromozoma vrste dobio je ime kariotip

By definicija S. G. Navashina, kariotip

Ova struktura je svojevrsna formula vrste. Kariotip sadrži genetsku informaciju pojedinca, čije promjene povlače za sobom promjene u znakovima i funkcijama organizma ove jedinke ili njenog potomstva. Stoga je toliko važno poznavati karakteristike normalne strukture hromozoma kako bismo, ako je moguće, mogli identificirati promjene u kariotipu.

DNK je materijalni nosilac osobina nasljeđa i varijabilnosti i sadrži biološku informaciju - program za razvoj ćelije, organizma, napisan posebnim kodom.

Histoni su predstavljeni sa pet frakcija: HI, H2A, H2B, H3, H4. Budući da su pozitivno nabijeni osnovni proteini, prilično su čvrsto vezani za molekule DNK, što onemogućuje čitanje bioloških informacija koje se nalaze u njima. ovi proteini obavljaju strukturnu funkciju, obezbjeđujući prostornu organizaciju DNK u hromozomima

RNK hromozoma je dijelom predstavljena transkripcijskim produktima koji još nisu napustili mjesto sinteze. Neke frakcije imaju regulatornu funkciju.

Regulatorna uloga komponenti hromozoma je da "zabrane" ili "dozvole" otpisivanje informacija iz molekula DNK.

Prvi nivo je nukleozomski lanac. DNK + histonski proteini H2A, H2B, H3, H4. Stepen skraćivanja je 6-7 puta. Drugo: hromatinska fibrila. Nukleosomski lanac + histon H1 protein. Skraćenje za 42 puta. Treće: interfazni hromozom. Kromatinska fibrila se presavija u petlje uz pomoć nehistonskih proteina. Skraćivanje za 1600 puta. Četvrto. metafazni hromozom. superkondenzacija hromatina. Skraćivanje za 8000 puta.

Struktura i funkcije ljudskih metafaznih kromosoma

Metafaza zauzima značajan dio perioda mitoze, a karakteriše je relativno stabilno stanje.

Sve to vrijeme, hromozomi se drže u ekvatorijalnoj ravnini vretena zbog uravnoteženih sila napetosti mikrotubula.

U metafazi, kao iu drugim fazama mitoze, nastavlja se aktivna obnova mikrotubula vretena kroz intenzivno sklapanje i depolimerizaciju molekula tubulina. Do kraja metafaze uočava se jasno odvajanje sestrinskih hromatida, među kojima je veza očuvana samo u centromernim regijama. Krakovi hromatida su raspoređeni paralelno jedan s drugim, a jaz koji ih razdvaja postaje jasno vidljiv.

Niste pronašli ono što ste tražili? Koristite pretragu:

DNK spirale u jezgru spakovane u hromozome. Ljudska ćelija sadrži 46 hromozoma raspoređenih u 23 para. Većina gena koji čine par na homolognim hromozomima su skoro ili potpuno identični, a često se čuje da svi geni u ljudskom genomu imaju svoj par, iako to nije sasvim tačno.

Zajedno sa DNK hromozomi sadrže mnogo proteina, od kojih je većina predstavljena malim pozitivno nabijenim molekulima histona. Oni formiraju mnoge male strukture nalik zavojnicama, koje su jedna za drugom omotane kratkim segmentima DNK.

Ove strukture igrati važnu ulogu u regulaciji aktivnosti DNK, jer obezbeđuju njeno gusto „pakovanje“ i na taj način onemogućavaju da se koristi kao šablon za sintezu nove DNK. Postoje i regulatorni proteini koji, naprotiv, dekondenzuju male dijelove histonskog pakovanja DNK, omogućavajući tako sintezu RNK.

Video: Mitoza. Ćelijska mitoza. Faze mitoze

Među glavnim komponente hromozoma postoje i nehistonski proteini, koji su, s jedne strane, strukturni proteini hromozoma, as druge strane su aktivatori, inhibitori ili enzimi u sastavu regulatornih genetskih sistema.

Potpuna replikacija hromozoma počinje nekoliko minuta nakon završetka replikacije DNK. Tokom ovog vremena, novosintetizovani lanci DNK se kombinuju sa proteinima. Dva novonastala hromozoma ostaju vezana jedan za drugi do samog kraja mitoze u području blizu njihovog centra i zvanom centromera. Kromosomi koji se razdvajaju, ali se ne razdvajaju, nazivaju se hromatide.

Proces diobe matične ćelije u dvije ćerke ćelije naziva se mitoza. Nakon replikacije hromozoma sa formiranjem dve hromatide, mitoza automatski počinje u roku od 1-2 sata.

Jedna od najranijih promjena u citoplazma povezana sa mitozom javlja se kasno u interfazi i uključuje centriole.Centriole, poput DNK i hromozoma, udvostručuju se tokom interfaze—ovo se obično dešava neposredno prije replikacije DNK. Centriol, dugačak oko 0,4 µm i oko 0,15 µm u prečniku, sastoji se od devet paralelnih trojki cijevi sastavljenih u obliku cilindra. Centriole svakog para leže pod pravim uglom jedna prema drugoj. Par centriola zajedno sa supstancom koja se nalazi uz njega naziva se centrosom.

Faze ćelijske mitoze

Nešto prije početka mitoza oba para centriola počinju se kretati u citoplazmi, udaljavajući se jedan od drugog. Ovo kretanje nastaje zbog polimerizacije proteina mikrotubula, koji počinju rasti iz jednog para centriola u drugi i zbog toga ih guraju na suprotne polove ćelije. Istovremeno, iz svakog para centriola počinju rasti druge mikrotubule, koje se povećavaju u dužinu i odstupaju od njih radijalno u obliku zraka, formirajući takozvanu astrosferu na svakom polu ćelije. Neki od njegovih zraka prodiru kroz nuklearnu membranu, doprinoseći tako razdvajanju svakog para hromatida tokom mitoze. Skupina mikrotubula između dva para centriola naziva se vreteno diobe, a cijeli skup mikrotubula, zajedno sa centriolama, naziva se mitotički aparat.

Profaza. Kako se vreteno formira u jezgri, hromozomi počinju da se kondenzuju (u interfazi se sastoje od dva labavo povezana lanca), koji se zbog toga jasno razlikuju.

prometaphase. Mikrotubule koje dolaze iz astrosfere uništavaju nuklearni omotač. U isto vrijeme, druge mikrotubule koje se protežu iz astrosfere vežu se za centromere, koje i dalje povezuju sve hromatide u parove i počinju povlačiti obje kromatide svakog para na različite polove ćelije.

Video: Faze mejoze

metafaza. Tokom metafaze, astrosfere se udaljavaju jedna od druge.

Vjeruje se da je njihovo kretanje posljedica mikrotubula koji se protežu iz njih. Ove mikrotubule su međusobno ispletene i formiraju vreteno koje odbija centriole jedna od druge. Također se vjeruje da se između mikrotubula vretena nalaze molekuli malih kontraktilnih proteina ili “motornih molekula” (vjerovatno slični aktinu), koji osiguravaju međusobno klizanje mikrotubula u suprotnim smjerovima, kao što se događa tijekom mišićne kontrakcije. Mikrotubule pričvršćene za centromere povlače hromatide u centar ćelije i poređaju ih u obliku metafazne ploče duž ekvatora vretena.

Anafaza. Tokom ove faze, dvije hromatide svakog para se odvajaju jedna od druge na centromeri. Svih 46 parova hromatida se razdvajaju i formiraju dva nezavisna seta od 46 ćerki hromozoma. Svaki set hromozoma kreće se u suprotne astrosfere, a polovi ćelije koje se dijele u ovom trenutku se sve više razilaze.

Telofaza. U ovoj fazi dva seta hromozoma kćeri potpuno divergiraju, mitotički aparat se postepeno uništava, a oko svakog seta hromozoma formira se nova nuklearna ovojnica zbog membrane endoplazmatskog retikuluma. Ubrzo nakon toga, pojavljuje se suženje između dva nova jezgra, dijeleći ćeliju na dvije kćeri ćelije. Podjela je posljedica formiranja prstena mikrofilamenata aktina i, moguće, miozina (dva kontraktilna mišićna proteina) u suženju između ćelija kćeri, što ih spaja jednu od druge.

Edukativni video: ćelijska mitoza i njene faze

Pažnja, samo DANAS!

Hemijski sastav hromozoma

hromatin,

Proteini čine značajan dio tvari hromozoma.

Oni čine oko 65% mase ovih struktura. Svi hromozomski proteini su podeljeni u dve grupe: histoni i nehistonski proteini.

Histoni

Broj razlomaka nonhistone

hromozoma.

Morfologija hromozoma

centromere kćerki hromozomi,

Rice. 3.52. Oblici hromozoma:

I- telocentrično, II- akrocentrično, III- submetacentrično, IV- metacentrično;

1 - centromera, 2 - satelit, 3 - kratko rame 4 - dugo rame, 5 - hromatide

hromozomske mutacije ili aberacije.O njima - u narednom predavanju.

Povezane informacije:

Pretraga web stranice:

Hemijski sastav hromozoma

Proučavanje hemijske organizacije hromozoma eukariotskih ćelija pokazalo je da se oni uglavnom sastoje od DNK i proteina koji formiraju nukleoproteinski kompleks. hromatin, nazvan po svojoj sposobnosti da se boji osnovnim bojama.

Proteini čine značajan dio tvari hromozoma. Oni čine oko 65% mase ovih struktura. Svi hromozomski proteini su podeljeni u dve grupe: histoni i nehistonski proteini.

Histoni predstavljen sa pet frakcija: HI, H2A, H2B, H3, H4. Budući da su pozitivno nabijeni osnovni proteini, prilično su čvrsto vezani za molekule DNK, što onemogućuje čitanje bioloških informacija koje se nalaze u njima. To je njihova regulatorna uloga. Osim toga, ovi proteini obavljaju strukturnu funkciju, osiguravajući prostornu organizaciju DNK u hromozomima.

Broj razlomaka nonhistone proteina prelazi 100. Među njima su enzimi za sintezu i obradu RNK, replikaciju i popravku DNK. Kiseli proteini hromozoma također igraju strukturnu i regulatornu ulogu. Pored DNK i proteina, u hromozomima se nalaze i RNK, lipidi, polisaharidi i metalni joni.

Regulatorna uloga komponenti hromozoma je da "zabrane" ili "dozvole" otpisivanje informacija iz molekula DNK. Ostale komponente se nalaze u malim količinama.

Strukturna organizacija hromatina

Kromatin mijenja svoju organizaciju u zavisnosti od perioda i faze ćelijskog ciklusa. U interfazi svjetlosnom mikroskopijom detektira se u obliku nakupina rasutih u nukleoplazmi jezgra. Tokom tranzicije ćelije u mitozu, posebno u metafazi, kromatin poprima oblik dobro istaknutih pojedinačnih intenzivno obojenih tijela - hromozoma.

Najčešći stav je da je hromatin (hromosom) spiralna nit.

Morfologija hromozoma

U prvoj polovini mitoze sastoje se od dvije hromatide povezane jedna s drugom u području primarne konstrikcije ( centromere) posebno organizirani dio hromozoma zajednički za obje sestrinske hromatide. U drugoj polovini mitoze, hromatide se odvajaju jedna od druge. Formiraju pojedinačne niti. kćerki hromozomi, raspoređenih među ćerkim ćelijama.

U zavisnosti od položaja centromera i dužine krakova koji se nalaze sa obe njegove strane, razlikuje se nekoliko oblika hromozoma: ravnokraki, ili metacentrični (sa centromerom u sredini), nejednakokraki ili submetacentrični (sa centromera pomaknuta na jedan od krajeva), u obliku štapa ili akrocentrična (sa centromerom koja se nalazi gotovo na kraju hromozoma), i tačka - vrlo mala, čiji je oblik teško odrediti (Sl.).

Dakle, svaki kromosom je individualan ne samo u smislu skupa gena sadržanih u njemu, već iu smislu morfologije i prirode diferencijalnog bojenja.

3.52. Oblici hromozoma:

I- telocentrično, II- akrocentrično, III- submetacentrično, IV- metacentrično;

1 - centromera, 2 - satelit, 3 - kratko rame 4 - dugo rame, 5 - hromatide

Rice. 3.53. Lokacija lokusa u ljudskim hromozomima

sa njihovim diferencijalnim bojenjem:

p - kratka ruka, q - duga ruka; 1-22 - redni broj hromozoma; XY - polni hromozomi

Na hromozomskom nivou organizacije, koji se pojavljuje u procesu evolucije u eukariotskim ćelijama, genetski aparat mora ispuniti sve zahtjeve za supstrat nasljednosti i varijabilnosti: mora biti sposoban da se razmnožava, održava postojanost svoje organizacije i stječe. promjene koje se mogu prenijeti na novu generaciju ćelija.

Uprkos evolutivno dokazanom mehanizmu koji omogućava održavanje stalne fizičko-hemijske i morfološke organizacije hromozoma u nizu ćelijskih generacija, ova organizacija se može menjati pod uticajem različitih uticaja. Promjene u strukturi hromozoma, po pravilu, temelje se na početnom kršenju njegovog integriteta - prekidima, koji su praćeni raznim preuređivanjem tzv. hromozomske mutacije ili aberacije.O njima - u narednom predavanju.

Povezane informacije:

Pretraga web stranice:

Koncept "hromozoma" je u nauku uveo Waldeimer 1888. hromozom - ovo komponentaćelijsko jezgro, uz pomoć kojeg se vrši regulacija sinteze proteina u ćeliji, tj. prenošenje nasljednih informacija. Hromozomi su predstavljeni kompleksima nukleinske kiseline i vjeverica. Funkcionalno, hromozom je lanac DNK sa ogromnom funkcionalnom površinom. Broj hromozoma je konstantan za svaku pojedinu vrstu.

Svaki hromozom je formiran od dvije morfološki identične isprepletene niti istog promjera - hromatide. Oni su blisko povezani centromere – posebna struktura koji kontroliše kretanje hromozoma tokom deobe ćelije.

U zavisnosti od položaja hromozoma, telo hromozoma se deli na 2 kraka. Ovo, zauzvrat, određuje 3 glavna tipa hromozoma.

1 vrsta - akrocentrični hromozom.

Njegova centromera nalazi se bliže kraju hromozoma i jedan krak je dug, a drugi vrlo kratak.

2 vrsta - submetacentrični hromozom.

Njegova centromera nalazi se bliže sredini hromozoma i dijeli ga na nejednake krakove: kratke i dugačke.

3 vrsta - metacentrični hromozom.

Njegova centromera nalazi se u samom centru tijela hromozoma i dijeli se na jednake krakove.

Dužina hromozoma varira u različitim ćelijama od 0,2 do 50 µm, a prečnik varira od 0,2 do 2 µm. Predstavnici porodice ljiljana imaju najveće hromozome u biljkama, a neke vodozemce kod životinja. Dužina većine ljudskih hromozoma je 2-6 mikrona.

Hemijski sastav Hromozome određuju uglavnom DNK, kao i proteini - 5 vrsta histona i 2 vrste nehistonskih, kao i RNK. Karakteristike ovih hemijske supstance odrediti važne funkcije hromozoma:

1. reduplikacija i prijenos genetskog materijala s generacije na generaciju;

2. sinteza proteina i kontrola svih biohemijskih procesa koji čine osnovu specifičnosti razvoja i diferencijacije ćelijskih sistema organizma. Osim toga, u sastavu hromozoma pronađeni su: kompleksni rezidualni protein, lipidi, kalcijum, magnezijum, željezo.

Strukturna osnova hromozoma je DNK-histonski kompleks. U hromozomu, lanac DNK je spakovan histonima u strukture koje se redovno ponavljaju prečnika oko 10 nm, koje se nazivaju nukleosomi. Površina molekula histona je pozitivno nabijena, dok je spirala DNK negativno nabijena. Nukleozomi su spakovani u filamentne strukture koje se nazivaju fibrili. Sastoje se od hromatida.

Glavni supstrat u kojem se bilježe genetske informacije organizma su eukromatski dijelovi hromozoma. Nasuprot tome, postoji inertni heterohromatin. Za razliku od euhromatina, koji sadrži jedinstvene gene, čija neravnoteža negativno utiče na fenotip organizma, promena količine heterohromatina ima mnogo manji ili nikakav uticaj na razvoj osobina organizma.

Kako bi se olakšao razumijevanje složenog kompleksa hromozoma koji čine kariotip, oni se mogu rasporediti u obliku idiograma koji je sastavio S.G. Novashin. Na idiogramu, hromozomi (osim polnih) su raspoređeni u opadajućem redosledu veličine.

Međutim, identifikacija samo po veličini je teška jer je određeni broj kromosoma slične veličine. Veličina hromozoma se meri njihovom apsolutnom ili relativnom dužinom u odnosu na ukupnu dužinu svih hromozoma haploidnog skupa. Najveći ljudski hromozomi su 4-5 puta duži od najmanjih hromozoma. 1960. godine predložena je klasifikacija ljudskih hromozoma u zavisnosti od morfoloških karakteristika: veličine, oblika, položaja centromera - po redukciji ukupne dužine. Prema ovoj klasifikaciji, 22 para hromozoma su kombinovane u 7 grupa:

1gr.1-3 para hromozoma - veliki, metacentrični.

2 gr.4-5 par hromozoma - veliki, submetacentrični.

3 gr.6-12 par hromozoma - srednje veličine, submetacentrični.

4 gr.13-15 par hromozoma - srednje veličine, akrocentrični.

5 gr.16-18 par hromozoma je kratak, od kojih je 16 metacentričnih, 17 submetacentričnih, 18 akrocentričnih.

6 gr.19-20 par hromozoma - kratki, metacentrični.

7 gr.21-22 par hromozoma - vrlo kratki, akroentrični.

Datum objave: 2014-12-08; Pročitano: 6366 | Povreda autorskih prava stranice

studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018.(0.001 s) ...

Predavanje #3

Tema: Organiziranje protoka genetskih informacija

Plan predavanja

1. Struktura i funkcije ćelijskog jezgra.

2. Hromozomi: struktura i klasifikacija.

3. Ćelijski i mitotički ciklusi.

4. Mitoza, mejoza: citološke i citogenetske karakteristike, značaj.

Struktura i funkcije ćelijskog jezgra

Glavna genetska informacija sadržana je u jezgri ćelija.

ćelijsko jezgro(lat. - jezgro; grčki - karyon) opisana je 1831. Robert Brown. Oblik jezgra ovisi o obliku i funkciji ćelije. Veličine jezgara se mijenjaju ovisno o metaboličkoj aktivnosti stanica.

Oklop interfaznog jezgra (karyolemma) sastoji se od vanjske i unutrašnje elementarne membrane. Između njih je perinuklearni prostor. Membrana ima rupe pore. Između rubova nuklearnih pora nalaze se proteinski molekuli koji formiraju komplekse pora. Otvor pora je prekriven tankim filmom. Uz aktivne metaboličke procese u ćeliji, većina pora je otvorena. Kroz njih se odvija protok supstanci - od citoplazme do jezgre i obrnuto. Broj pora u jednom jezgru

Rice.Šema strukture ćelijskog jezgra

1 i 2 - vanjske i unutrašnje membrane jezgrene membrane, 3

- nuklearna pora, 4 - nukleolus, 5 - hromatin, 6 - nuklearni sok

dostiže 3-4 hiljade. Vanjska nuklearna membrana povezuje se s kanalima u endoplazmatskom retikulumu. Obično sadrži ribozomi. Nastaju proteini na unutrašnjoj površini nuklearne ovojnice nuklearna ploča. Održava stalan oblik jezgra, za njega su vezani hromozomi.

Nuklearni sok - kariolimfa, koloidna otopina u gel stanju koja sadrži proteine, lipide, ugljikohidrate, RNK, nukleotide, enzime. nucleolus je nestalna komponenta jezgra. Nestaje na početku diobe ćelije i obnavlja se na kraju diobe. Hemijski sastav nukleola: proteini (~90%), RNK (~6%), lipidi, enzimi. Nukleoli se formiraju u području sekundarnih suženja satelitskih hromozoma. Funkcija nukleola: sastavljanje podjedinica ribosoma.

X romatin jezgra su interfazni hromozomi. Sadrže DNK, histonske proteine ​​i RNK u omjeru 1:1,3:0,2. DNK se kombinuje sa proteinom da bi se formirala deoksiribonukleoprotein(DNP). Tokom mitotičke diobe jezgra, DNP se spiralizira i formira hromozome.

Funkcije ćelijskog jezgra:

1) čuva nasledne podatke ćelije;

2) učestvuje u deobi (razmnožavanju) ćelija;

3) reguliše metaboličke procese u ćeliji.

Kromosomi: struktura i klasifikacija

hromozomi(grčki - hromo- boja, soma tijelo) je spiralizirani hromatin. Njihova dužina je 0,2 - 5,0 mikrona, prečnik 0,2 - 2 mikrona.

Rice. Tipovi hromozoma

Metafazni hromozom sastoji se od dva hromatide, koji su povezani centromera (primarna konstrikcija). Ona dijeli hromozom na dva ramena. Pojedinačni hromozomi imaju sekundarne konstrikcije. Područje koje odvajaju naziva se satelit, a takvi hromozomi su satelitski. Zovu se krajevi hromozoma telomere. Svaka hromatida sadrži jednu kontinuiranu molekulu DNK u kombinaciji sa histonskim proteinima. Intenzivno obojeni dijelovi hromozoma su područja jake spiralizacije ( heterohromatin). Svjetlija područja su područja slabe spiralizacije ( euhromatin).

Tipovi hromozoma razlikuju se po lokaciji centromera (sl.).

1. metacentrični hromozomi- centromera se nalazi u sredini, a krakovi su iste dužine. Dio ramena u blizini centromere naziva se proksimalni, a suprotni dio se naziva distalnim.

2. Submetacentrični hromozomi- centromera je pomerena od centra i krakovi imaju različite dužine.

3. Akrocentrični hromozomi- centromera je jako pomerena od centra i jedan krak je veoma kratak, drugi krak je veoma dugačak.

U ćelijama pljuvačnih žlijezda insekata (Drosophila muhe) nalaze se džinovski, politenski hromozomi(višelančani hromozomi).

Za hromozome svih organizama postoje 4 pravila:

1. Pravilo konstantnosti broja hromozoma. Normalno, organizmi određenih vrsta imaju stalan broj hromozoma karakterističnih za vrstu. Na primjer: čovjek ima 46, pas ima 78, voćna mušica ima 8.

2. uparivanje hromozoma. U diploidnom skupu, svaki hromozom normalno ima upareni hromozom - istog oblika i veličine.

3. Individualnost hromozoma. Kromosomi različitih parova razlikuju se po obliku, strukturi i veličini.

4. Kontinuitet hromozoma. Kada se genetski materijal duplicira, hromozom se formira iz hromozoma.

Skup hromozoma somatske ćelije, karakterističan za organizam date vrste, naziva se kariotip.

Klasifikacija hromozoma se vrši prema različitim kriterijumima.

1. Zovu se hromozomi koji su isti u ćelijama muških i ženskih organizama autozomi. Ljudski kariotip ima 22 para autosoma. Zovu se hromozomi koji se razlikuju u muškim i ženskim ćelijama heterohromozomi, ili polni hromozomi. Kod muškaraca to su X i Y hromozomi, a kod žena X i X.

2. Raspored hromozoma u opadajućem redosledu naziva se idiogram. Ovo je sistematski kariotip. Hromozomi su raspoređeni u parove (homologni hromozomi). Prvi par je najveći, 22. par je najmanji, a 23. par su polni hromozomi.

3. Godine 1960 Predložena je Denverska klasifikacija hromozoma. Gradi se na osnovu njihovog oblika, veličine, položaja centromera, prisutnosti sekundarnih suženja i satelita. Važan pokazatelj u ovoj klasifikaciji je indeks centromera(CI). Ovo je omjer dužine kratkog kraka hromozoma i njegove cijele dužine, izražen u postocima. Svi hromozomi su podijeljeni u 7 grupa. Grupe su označene latiničnim slovima od A do G.

Grupa A uključuje 1-3 para hromozoma. To su veliki metacentrični i submetacentrični hromozomi. Njihov CI je 38-49%.

Grupa B. 4. i 5. par su veliki metacentrični hromozomi. CI 24-30%.

Grupa C. Parovi hromozoma 6 - 12: srednje veličine, submetacentrični. CI 27-35%. Ova grupa takođe uključuje X hromozom.

Grupa D. 13 - 15. parovi hromozoma. Hromozomi su akrocentrični. CI oko 15%.

Grupa E. Parovi hromozoma 16 - 18. Relativno kratki, metacentrični ili submetacentrični. CI 26-40%.

Grupa F. 19 - 20. par. Kratki, submetacentrični hromozomi. CI 36-46%.

Grupa G. 21-22 para. Mali, akrocentrični hromozomi. CI 13-33%. Y hromozom takođe pripada ovoj grupi.

4. Pariška klasifikacija ljudskih hromozoma nastala je 1971. godine. Uz pomoć ove klasifikacije moguće je odrediti lokalizaciju gena u određenom paru hromozoma. Posebnim metodama bojenja otkriva se karakterističan redoslijed izmjenjivanja tamnih i svijetlih pruga (segmenata) u svakom kromosomu. Segmenti su označeni imenom metoda koje ih otkrivaju: Q - segmenti - nakon bojenja kinakrinskim senfom; G - segmenti - Giemsa bojenje; R - segmenti - bojenje nakon toplotne denaturacije i drugo. Kratki krak hromozoma je označen slovom p, dugi krak slovom q. Svaki krak hromozoma podijeljen je na regije i numerisan od centromera do telomera. Trake unutar regiona su numerisane redom od centromere. Na primjer, lokacija gena D esteraze - 13p14 - je četvrta traka prve regije kratkog kraka 13. hromozoma.

Funkcija hromozoma: skladištenje, reprodukcija i prenos genetskih informacija tokom reprodukcije ćelija i organizama.

Slične informacije.

Danas predlažemo da što detaljnije razmotrimo zanimljivo pitanje iz školskog kursa biologije - šta je hromozom? U biologiji se ovaj izraz često pojavljuje, ali šta on znači? Hajde da to shvatimo.

Počnimo, možda, s konceptom "perioda života ćelije". To je vremenski period koji počinje od samog njegovog nastanka pa do smrti. Takođe je uobičajeno da se ovaj vremenski interval naziva životnim ciklusom. Čak i unutar istog organizma, vrijeme ciklusa varira od vrste. Na primjer, uzmimo ćeliju epitelnog tkiva i jetre, životni ciklus prve je samo petnaestak sati, a druge je godinu dana. Također je važno napomenuti i činjenicu da je cijeli period života ćelije podijeljen u dva intervala:

• međufaza;
• divizije.

Hromozomi igraju važnu ulogu u životnom ciklusu ćelije. Pređimo na definiciju onoga što je hromozom u biologiji? To je kompleks DNK molekula i proteina. O njihovim funkcijama ćemo detaljnije govoriti kasnije u članku.

Malo istorije

Šta je hromozom u biologiji bilo je poznato još sredinom devetnaestog veka, zahvaljujući istraživanju nemačkog botaničara W. Hofmajstera. Naučnik se u to vreme zainteresovao za proučavanje deobe ćelija u biljci zvanoj tradescantia. Šta je novo otkrio? Za početak, postalo je jasno da se prije diobe ćelije događa i nuklearna podjela. Ali ovo nije najzanimljivije! Čak i prije nego što se formiraju dvije kćerke jezgre, glavna se cijepa na vrlo tanke niti. Mogu se vidjeti samo pod mikroskopom, obojene posebnom bojom.

Tada im je Chamberlain dao ime - hromozomi. Šta je hromozom u biologiji? Ako doslovno prevedemo termin na ruski, onda ćemo dobiti "oslikana tijela". Nešto kasnije, naučnici su primijetili da se ove filamentne čestice nalaze u jezgru apsolutno bilo koje biljne ili životinjske ćelije. Ali još jednom vam skrećemo pažnju na činjenicu da njihov broj varira u zavisnosti od vrste ćelije i organizma. Ako uzmemo osobu, onda njene ćelije sadrže samo četrdeset šest hromozoma.

Teorija nasljeđa

Već smo definisali šta je hromozom u biologiji. Sada predlažemo da prijeđemo na genetiku, odnosno na prijenos genetskog materijala s roditelja na potomstvo.

Zahvaljujući radu Waltera Suttona, postao je poznat broj hromozoma u ćelijama. Osim toga, naučnik je tvrdio da su ove sitne čestice nosioci jedinica nasljeđa. Sutton je također otkrio da se hromozomi sastoje od gena.

U isto vrijeme, sličan posao je izveo Theodore Boveri. Važno je napomenuti da su oba naučnika proučavala ovo pitanje i došao do istog zaključka. Proučavali su i formulirali glavne odredbe o ulozi hromozoma.

Ćelije

Nakon otkrića i opisa hromozoma sredinom devetnaestog veka, naučnici su počeli da se zanimaju za njihovu strukturu. Postalo je jasno da se ova tjelešca nalaze u apsolutno svakoj ćeliji, bez obzira da li je prokariotska ili eukariotska stanica ispred nas.

Mikroskopi su pomogli u proučavanju strukture. Naučnici su uspjeli utvrditi nekoliko činjenica:

• hromozomi su tijela nalik na niti;
• mogu se uočiti samo u određenim fazama ciklusa;
• ako proučavate u interfazi, možete vidjeti da se jezgro sastoji od kromatina;
• u drugim periodima mogu se razlikovati hromozomi koji se sastoje od jedne ili dvije hromatide;
• najbolje vrijeme za proučavanje je mitoza ili mejoza (stvar je u tome što su u procesu diobe ćelije ta tijela bolje vidljiva);
• kod eukariota su najčešći veliki hromozomi sa linearnom strukturom;
• vrlo često ćelije imaju nekoliko tipova hromozoma.

Forms

Bavili smo se pitanjem - šta je hromozom u biologiji, ali nismo rekli ništa o mogućim varijantama. Predlažemo da se ova praznina odmah popuni.

Dakle, ukupno je uobičajeno razlikovati četiri oblika:

• metacentrično (ako je centromera u sredini);
• submetacentrični (pomak centromera na jedan od krajeva);
• akrocentrično, drugo ime je u obliku štapa (ako se centromera nalazi na oba kraja hromozoma);
• telocentrični (obično se nazivaju i točkastima, jer je vrlo teško uočiti oblik zbog njihove male veličine).

Funkcije

Kromosom je supramolekularni nivo organizacije genetskog materijala. Glavna komponenta je DNK. Ima niz važnih karakteristika:

• skladištenje genetskog materijala;
• njegov transfer;
• njegovu implementaciju.

Genetski materijal je predstavljen u obliku gena. Važno je napomenuti da postoji mnogo (od nekoliko stotina do hiljada) gena u jednom hromozomu, on ima sljedeće karakteristike:

• hromozom predstavlja samo jednu vezu;
• uređuje raspored gena;
• osigurava zajedničko nasljeđivanje svih gena.

Svaka pojedinačna ćelija ima diploidni skup hromozoma. Biologija je veoma fascinantan predmet koji će, ako se pravilno predaje, zainteresovati mnoge učenike. Pogledajmo pobliže DNK i RNK.

DNK i RNK

Od čega se sastoje hromozomi? Ako govorimo o eukariotima, onda se te čestice u stanicama formiraju uz pomoć kromatina. Potonji uključuje:

• deoksiribonukleinska kiselina (skraćeno DNK);
• ribonukleinska kiselina (skraćenica - RNA);
• proteini.

Sve navedeno je makromolekularno organska materija. Što se tiče lokacije, DNK se može naći u jezgru eukariota, dok se RNK može naći u citoplazmi.

Geni i hromozomi

Biologija pitanje genetike razmatra pobliže, počevši od školske klupe. Da osvježimo pamćenje, šta je uopšte gen? To je najmanja jedinica od svih genetskih materijala. Gen je dio DNK ili RNK. Drugi slučaj se javlja kod virusa. On je taj koji kodira razvoj neke osobine.

Također je važno napomenuti da je gen odgovoran samo za jednu osobinu, funkcionalno je nedjeljiv. Sada pređimo na analizu DNK rendgenskom difrakcijom. Dakle, potonji formira dvostruku spiralu. Njegovi lanci se sastoje od nukleotida. Potonji su ugljikohidratna deoksiriboza, fosfatna grupa i dušična baza. A ovdje je malo zanimljivije, može postojati nekoliko vrsta azotnih baza:

• adenin;
• gvanin;
• timin;
• citozin.

Hromozomski set

Vrsta zavisi od broja hromozoma i njihovih karakteristika. Na primjer, uzmimo:

• voćne mušice (po osam hromozoma);
• primati (po 48 hromozoma);
• ljudi (četrdeset šest hromozoma svaki).

I ovaj broj je konstantan za određenu vrstu organizma. Sve eukariotske ćelije imaju diploidni skup hromozoma (2n), a haploidni je polovina (tj. n). Osim toga, par hromozoma je uvijek homologan. Šta homologni hromozomi znače u biologiji? To su oni koji su potpuno identični (po obliku, strukturi, položaju centromera itd.).

Takođe je veoma važno napomenuti da je diploidni skup svojstven somatskim ćelijama, a haploidni set inherentan polnim.

Video lekcija 1: Podjela ćelije. Mitoza

Video lekcija 2: Mejoza. Faze mejoze

Predavanje: Ćelija je genetska jedinica živog bića. Kromosomi, njihova struktura (oblik i veličina) i funkcije

Ćelija je genetska jedinica života

Jedna ćelija je prepoznata kao osnovna jedinica života. Na ćelijskom nivou se dešavaju procesi koji razlikuju živu materiju od nežive materije. Svaka od ćelija pohranjuje i intenzivno koristi nasljedne informacije o kemijskoj strukturi proteina koji se u njoj moraju sintetizirati, pa se stoga naziva genetskom jedinicom živog. Čak i beznuklearni eritrociti u početnim fazama svog postojanja imaju mitohondrije i jezgro. Samo u zrelom stanju nedostaju im strukture za sintezu proteina.

Do danas, nauka ne poznaje ćelije koje ne bi sadržavale DNK ili RNK kao nosioca genomske informacije. U nedostatku genetskog materijala, stanica nije sposobna za sintezu proteina, a samim tim i za život.

DNK je prisutna ne samo u jezgrima, njeni molekuli su sadržani u hloroplastima i mitohondrijama, ove organele se mogu razmnožavati unutar ćelije.

DNK u ćeliji je u obliku hromozoma - kompleksa protein-nukleinska kiselina. Eukariotski hromozomi se nalaze u jezgru. Svaki od njih je složena struktura od:

Jedina duga molekula DNK, od kojih je 2 metra spakovana u kompaktnu strukturu (kod ljudi) veličine do 8 mikrona;

Specijalni histonski proteini, čija je uloga da pakuju hromatin (supstancu hromozoma) u poznatu formu u obliku štapa;

Kromosomi, njihova struktura (oblik i veličina) i funkcije

Ovo gusto pakiranje genetskog materijala proizvodi stanica prije diobe. U ovom trenutku se gusto zbijeni, formirani hromozomi mogu ispitati pod mikroskopom. Kada je DNK presavijena u kompaktne hromozome zvane heterohromatin, sinteza glasničke RNK nije moguća. U periodu regrutacije ćelijske mase i njenog interfaznog razvoja, hromozomi su u manje zbijenom stanju koje se naziva interhromatin i u njemu se sintetiše mRNA, dolazi do replikacije DNK.

Glavni elementi strukture hromozoma su:

centromere. Ovo je dio hromozoma sa posebnim nizom nukleotida. Povezuje dvije hromatide zajedno, učestvuje u konjugaciji. Za njega su vezani proteinski filamenti vretenastih cijevi diobe ćelija.

Telomere. To su krajnji dijelovi hromozoma koji se ne mogu povezati s drugim hromozomima, oni imaju zaštitnu ulogu. Sastoje se od ponavljajućih dijelova specijalizirane DNK koji formiraju komplekse s proteinima.

Tačke inicijacije replikacije DNK.

Hromozomi prokariota se veoma razlikuju od eukariotskih i predstavljaju strukture koje sadrže DNK smještene u citoplazmi. Geometrijski, oni predstavljaju prstenastu molekulu.

Kromosomski skup ćelije ima svoje ime - kariotip. Svaka od vrsta živih organizama ima svoj sastav, broj i oblik hromozoma, karakterističnih samo za nju.

Somatske ćelije sadrže diploidni (dvostruki) hromozomski set, polovinu svakog roditelja dobija.

Kromosomi odgovorni za kodiranje istih funkcionalnih proteina nazivaju se homologni. Ploidnost stanica može biti različita - u pravilu su kod životinja gamete haploidne. U biljkama je poliploidija danas prilično česta pojava, koja se koristi za stvaranje novih sorti kao rezultat hibridizacije. Kršenje količine ploidnosti kod toplokrvnih i ljudi uzrokuje ozbiljne kongenitalne bolesti kao što je Downov sindrom (prisustvo tri kopije 21. hromozoma). Najčešće hromozomske abnormalnosti dovode do neživosti organizma.

Kod ljudi se kompletan hromozomski set sastoji od 23 para. Najveći poznati broj hromozoma, 1600, pronađen je u najjednostavnijim planktonskim organizmima, radiolarijama. Najmanji skup hromozoma kod mrava australskog crnog buldoga je samo 1.

Životni ciklus ćelije. Faze mitoze i mejoze

Interfaza, drugim riječima, dužina vremena između dvije podjele nauka definira kao životni ciklus ćelije.

Tokom interfaze u ćeliji se odvijaju vitalni hemijski procesi, ona raste, razvija se i akumulira rezervne supstance. Priprema za reprodukciju podrazumeva udvostručavanje sadržaja - organela, vakuola sa nutritivnim sadržajem, zapremine citoplazme. Zahvaljujući diobi, kao načinu brzog povećanja broja ćelija, moguć je dug život, reprodukcija, povećanje veličine tijela, njegovo preživljavanje u slučaju ozljede i regeneracija tkiva. U ćelijskom ciklusu razlikuju se sljedeće faze:

Interfaza. Vrijeme između podjela. Prvo, stanica raste, zatim se povećava broj organela, povećava se volumen rezervne tvari, sintetiziraju se proteini. U posljednjem dijelu interfaze hromozomi su spremni za naknadnu podjelu - sastoje se od para sestrinskih hromatida.

Mitoza. Ovo je naziv jedne od metoda nuklearne diobe, karakteristične za tjelesne (somatske) ćelije, u svom toku iz jedne se dobijaju 2 ćelije, sa identičnim setom genetskog materijala.

Mejoza je karakteristična za gametogenezu. Prokariotske ćelije zadržale su drevni način razmnožavanja - direktnu diobu.

Mitoza se sastoji od 5 glavnih faza:

Profaza. Njenim početkom se smatra trenutak kada hromozomi postanu tako gusto zbijeni da su vidljivi pod mikroskopom. Također, u ovom trenutku, jezgre se uništavaju, formira se diobeno vreteno. Mikrotubule se aktiviraju, trajanje njihovog postojanja se smanjuje na 15 sekundi, ali se i brzina formiranja značajno povećava. Centriole se razilaze na suprotne strane ćelije, formirajući ogroman broj proteinskih mikrotubula koji se neprestano sintetiziraju i raspadaju koji se protežu od njih do centromera hromozoma. Ovako se formira vreteno. Membranske strukture kao što su ER i Golgijev aparat raspadaju se u zasebne vezikule i tubule nasumično smještene u citoplazmi. Ribosomi su odvojeni od ER membrana.

metafaza. Formira se metafazna ploča koja se sastoji od hromozoma izbalansiranih u sredini ćelije naporima suprotnih centriolnih mikrotubula, od kojih svaki vuče u svom pravcu. Istovremeno, nastavlja se sinteza i dezintegracija mikrotubula, njihove svojevrsne "pregrade". Ova faza je najduža.

• Anafaza. Napori mikrotubula prekidaju veze hromozoma u području centromera i silom ih rastežu do polova ćelije. U ovom slučaju, hromozomi ponekad poprimaju V-oblik zbog otpornosti citoplazme. U području metafazne ploče pojavljuje se prsten proteinskih vlakana.
• Telofaza. Njegovim početkom smatra se trenutak kada hromozomi stignu do polova podjele. Počinje proces obnavljanja unutrašnjih membranskih struktura ćelije - EPS, Golgijev aparat, jezgro. Raspakuju se hromozomi. Jezgre se sastavljaju i počinje sinteza ribozoma. Vreteno podjele se raspada.
• citokineza. Posljednja faza, u kojoj proteinski prsten koji se pojavio u centralnom dijelu ćelije počinje da se smanjuje, gurajući citoplazmu prema polovima. Dolazi do podjele ćelije na dva dijela i formiranja proteinskog prstena ćelijske membrane na mjestu.

Regulatori procesa mitoze su specifični proteinski kompleksi. Rezultat mitotičke diobe je par ćelija sa identičnim genetske informacije. U heterotrofnim ćelijama mitoza se odvija brže nego u biljnim ćelijama. Kod heterotrofa ovaj proces može trajati od 30 minuta, kod biljaka - 2-3 sata.

Da bi se stvorile ćelije sa upola manjim brojem hromozoma, tijelo koristi drugačiji mehanizam podjele - mejoza.

Povezuje se s potrebom za stvaranjem zametnih stanica; u višećelijskim organizmima izbjegava stalno udvostručavanje broja kromosoma u sljedećoj generaciji i omogućava dobivanje novih kombinacija alelnih gena. Razlikuje se po broju faza, jer je duži. Rezultirajuće smanjenje broja hromozoma dovodi do stvaranja 4 haploidne ćelije. Mejoza su dvije podjele koje slijede jedna drugu bez prekida.

Definirane su sljedeće faze mejoze:

Profaza I. Homologni hromozomi se približavaju jedan drugom i udružuju se uzdužno. Takva asocijacija se naziva konjugacija. Zatim dolazi do ukrštanja - dvostruki hromozomi prelaze svoja ramena i razmjenjuju dijelove.

Metafaza I Kromosomi se odvajaju i zauzimaju položaje na ekvatoru ćelijskog vretena, poprimajući V-oblik zbog napetosti mikrotubula.

Anafaza I Homologni hromozomi se protežu mikrotubulama do polova ćelije. Ali za razliku od mitotičke diobe, one se divergiraju kao cjelina, a ne kao pojedinačne hromatide.

Rezultat prve diobe mejoze je formiranje dvije ćelije sa upola manjim brojem cijelih kromosoma. Između podjela mejoze, interfaza je praktički odsutna, udvostručenje kromosoma se ne događa, oni su već dvokromatidni.

Odmah nakon prve ponovljene mejotičke diobe potpuno je slična mitozi - u njoj se hromozomi dijele na zasebne kromatide, ravnomjerno raspoređene između novih stanica.

oogonije prolaze kroz fazu mitotičke reprodukcije u embrionalnoj fazi razvoja, tako da se žensko tijelo već rađa sa nepromijenjenim brojem njih;

spermatogonije su sposobne za reprodukciju u bilo kojem trenutku tokom reproduktivnog perioda muškog tijela. Stvara se mnogo više njih od ženskih gameta.

Gametogeneza životinjskih organizama odvija se u polnim žlijezdama - gonadama.

Proces transformacije spermatogonije u spermatozoide odvija se u nekoliko faza:

Mitotička dioba pretvara spermatogoniju u spermatocite 1. reda.

Kao rezultat jedne mejoze, pretvaraju se u spermatocite 2. reda.

Druga mejotička podjela proizvodi 4 haploidne spermatide.

Postoji period formiranja. U ćeliji se jezgro zbija, količina citoplazme se smanjuje i formira se flagelum. Također, proteini se pohranjuju i povećava se broj mitohondrija.

Formiranje jajašca u tijelu odrasle žene događa se na sljedeći način:

Iz oocita 1. reda, kojih u tijelu postoji određena količina, kao rezultat mejoze, sa smanjenjem broja kromosoma za polovicu, nastaju oociti 2. reda.

Kao rezultat druge mejotičke diobe, formiraju se zrelo jaje i tri mala redukcijska tijela.

Ovo je neravnotežna distribucija hranljive materije između 4 ćelije je dizajniran da obezbedi veliki resurs nutrijenata za novi živi organizam.

Jaja paprati i mahovina proizvode se u arhegonijumima. Kod više organiziranih biljaka - u posebnim ovulama smještenim u jajniku.

Ponekad nam daju neverovatna iznenađenja. Na primjer, znate li šta su hromozomi i kako utiču?

Predlažemo da razumijemo ovo pitanje kako bismo jednom zauvijek stavili tačke na i.

Gledajući porodične fotografije, možda ste primijetili da članovi istog srodstva izgledaju slično: djeca izgledaju kao roditelji, roditelji izgledaju kao bake i djedovi. Ova sličnost se prenosi s generacije na generaciju kroz nevjerovatne mehanizme.

Svi živi organizmi, od jednoćelijskih do afričkih slonova, imaju hromozome u ćelijskom jezgru - tanke dugačke niti koje se mogu vidjeti samo elektronskim mikroskopom.

Hromozomi (starogrčki χρῶμα - boja i σῶμα - tijelo) su nukleoproteinske strukture u ćelijskom jezgru, u kojima je koncentrisana većina nasljednih informacija (gena). Oni su dizajnirani da čuvaju ove informacije, njihovu implementaciju i prenos.

Koliko hromozoma ima osoba

Već krajem 19. veka naučnici su otkrili da broj hromozoma kod različitih vrsta nije isti.

Na primjer, grašak ima 14 hromozoma, y ​​- 42, a kod ljudi - 46 (tj. 23 para). Stoga je primamljivo zaključiti da što ih ima više, to je stvorenje koje ih posjeduje složenije. Međutim, u stvarnosti to uopće nije slučaj.

Od 23 para ljudskih hromozoma, 22 para su autozomi, a jedan par su gonozomi (spolni hromozomi). Spolni imaju morfološke i strukturne (sastav gena) razlike.

U ženskom organizmu par gonozoma sadrži dva X hromozoma (XX par), a u muškom organizmu jedan X i jedan Y hromozom (XY par).

Od toga kakav će biti sastav hromozoma dvadeset trećeg para (XX ili XY) zavisi i pol nerođenog deteta. To se utvrđuje tokom oplodnje i spajanja ženskih i muških reproduktivnih ćelija.

Ova činjenica može izgledati čudno, ali u smislu broja hromozoma, osoba je inferiorna od mnogih životinja. Na primjer, neka nesretna koza ima 60 hromozoma, a puž 80.

hromozomi sastoje se od proteina i molekule DNK (deoksiribonukleinske kiseline), slično kao dvostruka spirala. Svaka ćelija sadrži oko 2 metra DNK, a ukupno ima oko 100 milijardi km DNK u ćelijama našeg tela.

Zanimljiva je činjenica da u prisustvu viška hromozoma ili u nedostatku barem jednog od 46, osoba ima mutaciju i ozbiljne razvojne abnormalnosti (Downova bolest itd.).