Kur atrodas lineārās hromosomas? Hromosomas. Neparasti hromosomu veidi

eikariotu hromosomas

Centromērs

Primārā sašaurināšanās

X. p., kurā ir lokalizēts centromērs un kas sadala hromosomu plecos.

Sekundārie sašaurinājumi

Morfoloģiska iezīme, kas ļauj identificēt atsevišķas hromosomas komplektā. Tie atšķiras no primārā sašaurināšanās ar to, ka starp hromosomas segmentiem nav ievērojama leņķa. Sekundārie sašaurinājumi ir īsi un gari, un tie ir lokalizēti dažādos punktos visā hromosomas garumā. Cilvēkiem tās ir 13, 14, 15, 21 un 22 hromosomas.

Hromosomu struktūras veidi

Ir četri hromosomu struktūras veidi:

• telocentrisks(stieņveida hromosomas ar centromēru, kas atrodas proksimālajā galā);
• akrocentrisks(stieņveida hromosomas ar ļoti īsu, gandrīz nemanāmu otro roku);
• submetacentrisks(ar nevienāda garuma pleciem, kas pēc formas atgādina burtu L);
• metacentrisks(V-veida hromosomas ar vienāda garuma rokām).

Hromosomu tips ir nemainīgs katrai homologai hromosomai un var būt nemainīgs visiem vienas sugas vai ģints pārstāvjiem.

Satelīti (satelīti)

Satelīts- tas ir noapaļots vai iegarens ķermenis, kas no hromosomas galvenās daļas atdalīts ar plānu hromatīna pavedienu, kura diametrs ir vienāds vai nedaudz mazāks par hromosomu. Hromosomas, kurām ir pavadonis, parasti sauc par SAT hromosomām. Satelīta forma, izmērs un to savienojošais pavediens ir nemainīgi katrai hromosomai.

kodola zona

Kodola zonas ( nucleolus organizatori) ir īpašas zonas, kas saistītas ar dažu sekundāru sašaurinājumu parādīšanos.

Hromonema

Hromonēma ir spirālveida struktūra, ko var redzēt dekompaktētās hromosomās caur elektronu mikroskopu. Pirmo reizi Baraņeckis to novēroja 1880. gadā Tradescantia putekšņlapu šūnu hromosomās, šo terminu ieviesa Veidovskis. Atkarībā no pētāmā objekta hromonema var sastāvēt no diviem, četriem vai vairāk pavedieniem. Šie pavedieni veido divu veidu spirāles:

• paranemisks(spirāles elementi ir viegli atdalāmi);
• plektonēmisks(diegi ir cieši savīti).

Hromosomu pārkārtošanās

Hromosomu struktūras pārkāpums rodas spontānu vai provocētu izmaiņu rezultātā (piemēram, pēc apstarošanas).

• Gēnu (punktu) mutācijas (izmaiņas molekulārā līmenī);
• Aberācijas (ar gaismas mikroskopu redzamas mikroskopiskas izmaiņas):

milzu hromosomas

Šādas hromosomas, kurām raksturīgi milzīgi izmēri, var novērot dažās šūnās noteiktos šūnu cikla posmos. Piemēram, tie ir atrodami dažu divkāršo kukaiņu kāpuru audu šūnās (politēna hromosomas) un dažādu mugurkaulnieku un bezmugurkaulnieku olšūnās (lampas hromosomas). Tieši uz milzu hromosomu preparātiem bija iespējams atklāt gēnu aktivitātes pazīmes.

Politēna hromosomas

Balbiani pirmo reizi tika atklāti th, bet to citoģenētisko lomu noteica Kostovs, Paynter, Geitz un Bauer. Satur Diptera kāpuru siekalu dziedzeru, zarnu, trahejas, tauku ķermeņa un malpighian kuģu šūnās.

Lampu suku hromosomas

Baktēriju hromosomas

Ir pierādījumi par proteīnu klātbūtni baktērijās, kas saistīti ar nukleoīdu DNS, taču tajās nav atrasti histoni.

Literatūra

• E. de Robertiss, V. Novinskis, F. SaessŠūnas bioloģija. - M.: Mir, 1973. - S. 40-49.

Skatīt arī

Wikimedia fonds. 2010 .

• Hromčenko Matvejs Solomonovičs
• Hronika

Skatiet, kas ir "hromosomas" citās vārdnīcās:

HROMOSOMAS- (no hroma ... un somas), šūnas kodola organellas, kas ir gēnu nesēji un nosaka iedzimtību, šūnu un organismu īpašības. Viņi spēj pašvairot, tiem ir strukturāla un funkcionāla individualitāte un viņi to notur rindā ... ... Bioloģiskā enciklopēdiskā vārdnīca

HROMOSOMAS- [Krievu valodas svešvārdu vārdnīca

HROMOSOMAS- (no hromo... un grieķu soma ķermeņa) šūnas kodola struktūras elementi, kas satur DNS, kas satur organisma iedzimto informāciju. Gēni hromosomās ir sakārtoti lineārā secībā. Pašdublēšanās un regulāra hromosomu sadale pa ...... Lielā enciklopēdiskā vārdnīca

HROMOSOMAS- HROMOSOMAS, struktūras, kas pārnēsā ģenētisku informāciju par ķermeni, ko satur tikai EUKARIOTU šūnu kodoli. Hromosomas ir pavedienveidīgas, tās sastāv no DNS un tām ir noteikts GĒNU kopums. Katram organisma tipam ir raksturīgas...... Zinātniskā un tehniskā enciklopēdiskā vārdnīca

Hromosomas- Šūnas kodola strukturālie elementi, kas satur DNS, kas satur organisma iedzimto informāciju. Gēni hromosomās ir sakārtoti lineārā secībā. Katra cilvēka šūna satur 46 hromosomas, kas sadalītas 23 pāros, no kuriem 22 ... ... Lielā psiholoģiskā enciklopēdija

Hromosomas- * templesomas * hromosomas ir pašreproducējoši šūnas kodola elementi, kas saglabā savu strukturālo un funkcionālo identitāti un krāso ar pamata krāsvielām. Tie ir galvenie iedzimtās informācijas materiālie nesēji: gēni ... ... Ģenētika. enciklopēdiskā vārdnīca

HROMOSOMAS- HROMOSOMAS, omi, vienības hromosoma, s, sieviete (speciālists.). Pastāvīga dzīvnieku un augu šūnu kodola sastāvdaļa, iedzimtas ģenētiskās informācijas nesēji. | adj. hromosomu, ak, ak. H. šūnu komplekts. Hromosomu iedzimtības teorija....... Ožegova skaidrojošā vārdnīca

Hromosomu atklāšanas vēsture

Zīmējums no V. Flemminga grāmatas, kurā attēloti dažādi salamandras epitēlija šūnu dalīšanās posmi (W. Flemming. Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung. 1882)

Dažādos rakstos un grāmatās hromosomu atklāšanas prioritāte ir dota dažādiem cilvēkiem, taču visbiežāk par hromosomu atklāšanas gadu tiek saukts 1882. gads, un to atklājējs ir vācu anatoms V. Flemings. Tomēr godīgāk būtu teikt, ka viņš hromosomas nav atklājis, bet savā fundamentālajā grāmatā "Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung" (vācu val.) apkopojis un pilnveidojis informāciju par tām, papildinot paša veikto pētījumu rezultātus. Terminu "hromosoma" ierosināja vācu histologs Heinrihs Valdeijers 1888. gadā, "hromosoma" burtiski nozīmē "krāsains ķermenis", jo pamata krāsvielas labi saistās ar hromosomām.

Tagad ir grūti pateikt, kurš veica pirmo hromosomu aprakstu un zīmējumu. 1872. gadā Šveices botāniķis Karls fon Negili publicēja darbu, kurā viņš attēloja dažus mazus ķermeņus, kas parādās kodola vietā šūnu dalīšanās laikā, kad lilijā veidojas ziedputekšņi ( Lilium tigrinum) un Tradescantia ( Tradescantia). Taču viņa zīmējumi neļauj viennozīmīgi apgalvot, ka K. Negili redzējis tieši hromosomas. Tajā pašā 1872. gadā botāniķis E. Russovs atnesa savus attēlus par šūnu dalīšanos sporu veidošanās laikā papardē no Uzhovnik ģints ( Ophioglossum) un liliju ziedputekšņi ( Lilium bulbiferum). Viņa ilustrācijās ir viegli atpazīt atsevišķas hromosomas un dalīšanās stadijas. Daži pētnieki uzskata, ka vācu botāniķis Vilhelms Hofmeisters bija pirmais, kurš ieraudzīja hromosomas ilgi pirms K. Negili un E. Russova, tālajā 1848.–1849. Tajā pašā laikā ne K. Negili, ne E. Rusovs un vēl jo vairāk V. Hofmeisters neaptvēra redzētā nozīmi.

Pēc Mendeļa likumu atkārtotas atklāšanas 1900. gadā pagāja tikai viens vai divi gadi, līdz kļuva skaidrs, ka hromosomas uzvedas tieši tā, kā to paredz "iedzimtības daļiņas". 1902. gadā T. Boveri un 1902.-1903. gadā V. Setons ( Valters Satons) neatkarīgi bija pirmie, kas izvirzīja hipotēzi par hromosomu ģenētisko lomu. T. Boveri atklāja, ka jūras ežu embrijs Paracentrotus lividus var normāli attīstīties tikai tad, ja ir vismaz viens, bet pilns hromosomu komplekts. Viņš arī atklāja, ka dažādas hromosomas pēc sastāva nav identiskas. W. Setton pētīja gametoģenēzi akridoīdos Brachystola magna un saprata, ka hromosomu uzvedība mejozes un apaugļošanas laikā pilnībā izskaidro Mendeļa faktoru atšķirības un to jauno kombināciju veidošanos.

Šo ideju eksperimentālu apstiprinājumu un hromosomu teorijas galīgo formulējumu 20. gadsimta pirmajā ceturksnī veica klasiskās ģenētikas pamatlicēji, kuri ASV strādāja ar augļu mušu ( D. melanogaster): T. Morgans, K. Bridžs ( C.B. Tilti), A. Stērtevants ( A. H. Stērtvants) un G. Möller. Pamatojoties uz saviem datiem, viņi formulēja "hromosomu iedzimtības teoriju", saskaņā ar kuru iedzimtības informācijas pārraide ir saistīta ar hromosomām, kurās gēni atrodas lineāri noteiktā secībā. Šie atklājumi tika publicēti 1915. gadā Mendeļa iedzimtības mehānismos.

1933. gadā T. Morgans saņēma Nobela prēmiju fizioloģijā vai medicīnā par hromosomu nozīmes atklāšanu iedzimtībā.

eikariotu hromosomas

Hromosomas pamatā ir ievērojama garuma lineāra (nav noslēgta gredzenā) dezoksiribonukleīnskābes (DNS) makromolekula (piemēram, cilvēka hromosomu DNS molekulās ir no 50 līdz 245 miljoniem slāpekļa bāzu pāru). Izstieptā veidā cilvēka hromosomas garums var sasniegt 5 cm. Papildus tam hromosomā ir iekļauti pieci specializēti proteīni - H1, H2A, H2B, H3 un H4 (tā sauktie histoni) un vairāki ne- histonu proteīni. Histonu aminoskābju secība ir ļoti konservēta un praktiski neatšķiras dažādās organismu grupās.

Primārā sašaurināšanās

Hromosomu sašaurināšanās (X. p.), kurā ir lokalizēts centromērs un kas sadala hromosomu rokās.

Sekundārie sašaurinājumi

Morfoloģiska iezīme, kas ļauj identificēt atsevišķas hromosomas komplektā. Tie atšķiras no primārā sašaurināšanās ar to, ka starp hromosomas segmentiem nav ievērojama leņķa. Sekundārie sašaurinājumi ir īsi un gari, un tie ir lokalizēti dažādos punktos visā hromosomas garumā. Cilvēkiem tās ir 9, 13, 14, 15, 21 un 22 hromosomas.

Hromosomu struktūras veidi

Ir četri hromosomu struktūras veidi:

• telocentrisks(stieņveida hromosomas ar centromēru, kas atrodas proksimālajā galā);
• akrocentrisks(stieņveida hromosomas ar ļoti īsu, gandrīz nemanāmu otro roku);
• submetacentrisks(ar nevienāda garuma pleciem, kas pēc formas atgādina burtu L);
• metacentrisks(V-veida hromosomas ar vienāda garuma rokām).

Hromosomu tips ir nemainīgs katrai homologai hromosomai un var būt nemainīgs visiem vienas sugas vai ģints pārstāvjiem.

Satelīti (satelīti)

Satelīts- tas ir noapaļots vai iegarens ķermenis, kas no hromosomas galvenās daļas atdalīts ar plānu hromatīna pavedienu, kura diametrs ir vienāds vai nedaudz mazāks par hromosomu. Hromosomas, kurām ir pavadonis, parasti sauc par SAT hromosomām. Satelīta forma, izmērs un to savienojošais pavediens ir nemainīgi katrai hromosomai.

kodola zona

Kodola zonas ( nucleolus organizatori) ir īpašas zonas, kas saistītas ar dažu sekundāru sašaurinājumu parādīšanos.

Hromonema

Hromonēma ir spirālveida struktūra, ko var redzēt dekompaktētās hromosomās caur elektronu mikroskopu. Pirmo reizi Baraņeckis to novēroja 1880. gadā Tradescantia putekšņlapu šūnu hromosomās, šo terminu ieviesa Veidovskis. Atkarībā no pētāmā objekta hromonema var sastāvēt no diviem, četriem vai vairāk pavedieniem. Šie pavedieni veido divu veidu spirāles:

• paranemisks(spirāles elementi ir viegli atdalāmi);
• plektonēmisks(diegi ir cieši savīti).

Hromosomu pārkārtošanās

Hromosomu struktūras pārkāpums rodas spontānu vai provocētu izmaiņu rezultātā (piemēram, pēc apstarošanas).

• Gēnu (punktu) mutācijas (izmaiņas molekulārā līmenī);
• Aberācijas (ar gaismas mikroskopu redzamas mikroskopiskas izmaiņas):

milzu hromosomas

Šādas hromosomas, kurām raksturīgi milzīgi izmēri, var novērot dažās šūnās noteiktos šūnu cikla posmos. Piemēram, tie ir atrodami dažu divkāršo kukaiņu kāpuru audu šūnās (politēna hromosomas) un dažādu mugurkaulnieku un bezmugurkaulnieku olšūnās (lampas hromosomas). Tieši uz milzu hromosomu preparātiem bija iespējams atklāt gēnu aktivitātes pazīmes.

Politēna hromosomas

Balbiani pirmo reizi tika atklāti th, bet to citoģenētisko lomu noteica Kostovs, Paynter, Geitz un Bauer. Satur Diptera kāpuru siekalu dziedzeru, zarnu, trahejas, tauku ķermeņa un malpighian kuģu šūnās.

Lampu suku hromosomas

Ir pierādījumi par proteīnu klātbūtni baktērijās, kas saistīti ar nukleoīdu DNS, taču tajās nav atrasti histoni.

cilvēka hromosomas

Katra cilvēka somatiskā šūna ar kodolu satur 23 lineāru hromosomu pārus, kā arī daudzas mitohondriju DNS kopijas. Zemāk esošajā tabulā parādīts gēnu un bāzu skaits cilvēka hromosomās.

Šodien mēs kopā analizēsim interesantu jautājumu par skolas kursa bioloģiju, proti: hromosomu veidi, to struktūra, veiktās funkcijas un tā tālāk.

Vispirms jums ir jāsaprot, kas tas ir, hromosoma? Tātad eikariotu šūnās ir pieņemts saukt kodola struktūras elementus. Tieši šīs daļiņas satur DNS. Pēdējais satur iedzimtu informāciju, kas tiek pārnesta no mātes organisma uz pēcnācējiem. Tas ir iespējams ar gēnu (DNS strukturālo vienību) palīdzību.

Pirms sīkāk aplūkojam hromosomu veidus, ir svarīgi iepazīties ar dažiem jautājumiem. Piemēram, kāpēc viņi tiek saukti ar šo terminu? Tālajā 1888. gadā zinātnieks W. Waldeyer deva viņiem šādu nosaukumu. Ja tulko no grieķu valodas, tad burtiski iegūstam krāsu un ķermeni. Ar ko tas saistīts? To var uzzināt rakstā. Ļoti interesanti ir arī tas, ka baktērijās hromosomas parasti sauc par apļveida DNS. Un tas notiek neskatoties uz to, ka pēdējo un eikariotu hromosomu struktūra ir ļoti atšķirīga.

Stāsts

Tātad mums kļuva skaidrs, ka organizēto DNS un olbaltumvielu struktūru, kas atrodas šūnās, sauc par hromosomu. Ļoti interesanti, ka vienā DNS gabalā ir daudz gēnu un citu elementu, kas kodē visu organisma ģenētisko informāciju.

Pirms hromosomu veidu apsvēršanas mēs ierosinām nedaudz runāt par šo daļiņu attīstības vēsturi. Tātad eksperimenti, ko zinātnieks Teodors Boveri sāka veikt 1880. gadu vidū, parādīja saistību starp hromosomām un iedzimtību. Tajā pašā laikā Vilhelms Rū izvirzīja šādu teoriju – katrai hromosomai ir atšķirīga ģenētiskā slodze. Šo teoriju pārbaudīja un pierādīja Teodors Boveri.

Pateicoties Gregora Mendeļa darbam 1900. gados, Boveri varēja izsekot saistību starp mantojuma noteikumiem un hromosomu uzvedību. Boveri atklājumi varēja ietekmēt šādus citologus:

• Edmunds Bīčers Vilsons.
• Valters Satons.
• Teofils gleznotājs.

Edmunda Vilsona darbs bija saistīt Boveri un Satona teorijas, kas aprakstītas grāmatā The Cell in Development and Heritance. Darbs tika publicēts ap 1902. gadu, un tajā tika aplūkota iedzimtības hromosomu teorija.

Iedzimtība

Un vēl minūte teorijas. Savos rakstos pētnieks Valters Satons varēja noskaidrot, cik hromosomu joprojām atrodas šūnas kodolā. Jau iepriekš tika teikts, ka zinātnieks šīs daļiņas uzskatīja par iedzimtas informācijas nesējām. Turklāt Valters atklāja, ka visas hromosomas sastāv no gēniem, tāpēc tieši tās ir vainīgas, ka vecāku īpašības un funkcijas tiek nodotas pēcnācējiem.

Paralēli darbu veica Teodors Boveri. Kā minēts iepriekš, abi zinātnieki pētīja vairākus jautājumus:

• iedzimtas informācijas pārraide;
• galveno noteikumu formulējums par hromosomu lomu.

Šo teoriju tagad sauc par Boveri-Satona teoriju. Tā tālāka izstrāde tika veikta amerikāņu biologa Tomasa Morgana laboratorijā. Kopā zinātnieki spēja:

• noteikt gēnu izvietojuma modeļus šajos strukturālajos elementos;
• attīstīt citoloģisko bāzi.

Struktūra

Šajā sadaļā mēs piedāvājam apsvērt hromosomu struktūru un veidus. Tātad, mēs runājam par strukturālajām šūnām, kas uzglabā un pārraida iedzimtu informāciju. No kā sastāv hromosomas? No DNS un olbaltumvielām. Turklāt hromosomu sastāvdaļas veido hromatīnu. Olbaltumvielām ir svarīga loma DNS iesaiņošanā šūnas kodolā.

Kodola diametrs nepārsniedz piecus mikronus, un DNS ir pilnībā iesaiņota kodolā. Tātad DNS kodolā ir cilpas struktūra, ko atbalsta olbaltumvielas. Pēdējie tajā pašā laikā atpazīst nukleotīdu secību to konverģencei. Ja jūs plānojat pētīt hromosomu struktūru mikroskopā, tad labākais laiks tam ir mitozes metafāze.

Hromosomai ir neliela kociņa forma, kas sastāv no diviem hromatīdiem. Pēdējās tiek turētas centromērā. Ir arī ļoti svarīgi atzīmēt, ka katrs atsevišķais hromatīds sastāv no hromatīna cilpām. Visas hromosomas var būt vienā no diviem stāvokļiem:

• aktīvs;
• neaktīvs.

Veidlapas

Tagad mēs apsvērsim esošos hromosomu veidus. Šajā sadaļā varat uzzināt, kādas šo daļiņu formas pastāv.

Visām hromosomām ir sava individuāla struktūra. Atšķirīga iezīme ir krāsošanas iezīmes. Ja jūs studējat hromosomu morfoloģiju, ir dažas svarīgas lietas, kurām jāpievērš uzmanība:

• centromēra atrašanās vieta;
• plecu garums un pozīcija.

Tātad ir šādi galvenie hromosomu veidi:

• metacentriskas hromosomas (to atšķirīgā iezīme ir centromēra atrašanās vieta vidū, šo formu mēdz dēvēt arī par vienādroku);
• submetacentrisks (atšķirīga iezīme ir sašaurinājuma pārvietošana uz vienu no pusēm, cits nosaukums ir nelīdzeni pleci);
• akrocentrisks (atšķirīga iezīme ir centromēra atrašanās vieta gandrīz vienā hromosomas galā, cits nosaukums ir stieņa formas);
• punkts (šādu nosaukumu viņi ieguva tāpēc, ka to formu ir ļoti grūti noteikt, kas ir saistīts ar mazo izmēru).

Funkcijas

Neatkarīgi no hromosomu veida cilvēkiem un citām radībām, šīs daļiņas pilda daudz dažādu funkciju. Par to, kas ir apdraudēts, var lasīt šajā raksta sadaļā.

• Iedzimtas informācijas glabāšanā. Hromosomas ir ģenētiskās informācijas nesēji.
• iedzimtības informācijas nodošanā. Iedzimtā informācija tiek pārraidīta, replikējoties DNS molekulai.
• Iedzimtas informācijas īstenošanā. Pateicoties viena vai otra veida i-RNS un attiecīgi viena vai cita veida proteīna reprodukcijai, tiek veikta kontrole pār visiem šūnas un visa organisma dzīvībai svarīgiem procesiem.

DNS un RNS

Mēs apskatījām, kādi hromosomu veidi pastāv. Tagad mēs pievēršamies detalizētam pētījumam par jautājumu par DNS un RNS lomu. Ir ļoti svarīgi atzīmēt, ka tieši nukleīnskābes veido apmēram piecus procentus no šūnas masas. Tie mums šķiet kā mononukleotīdi un polinukleotīdi.

Ir divu veidu šīs nukleīnskābes:

• DNS, kas apzīmē dezoksiribonukleīnskābes;
• RNS, dekodēšana - ribonukleīnskābes.

Turklāt ir svarīgi atcerēties, ka šie polimēri sastāv no nukleotīdiem, tas ir, monomēriem. Šie monomēri gan DNS, gan RNS būtībā ir līdzīgi pēc struktūras. Katrs atsevišķs nukleotīds sastāv arī no vairākiem komponentiem, pareizāk sakot, trīs, kas ir savstarpēji saistīti ar spēcīgām saitēm.

Tagad nedaudz par DNS un RNS bioloģisko lomu. Vispirms ir svarīgi atzīmēt, ka šūnā var rasties trīs veidu RNS:

• informatīvā (informācijas noņemšana no DNS, kas darbojas kā proteīnu sintēzes matrica);
• transports (pārvadā aminoskābes proteīnu sintēzei);
• ribosomāls (piedalās olbaltumvielu biosintēzē, ribosomas struktūras veidošanā).

Kāda ir DNS loma? Šīs daļiņas glabā informāciju par iedzimtību. Šīs ķēdes posmos ir īpaša slāpekļa bāzu secība, kas ir atbildīga par iedzimtajām iezīmēm. Turklāt DNS loma ir šo pazīmju pārnešanā šūnu dalīšanās procesā. Ar RNS palīdzību šūnās tiek veikta RNS sintēze, kuras dēļ notiek proteīnu sintēze.

Hromosomu komplekts

Tātad, mēs aplūkojam hromosomu veidus, hromosomu kopas. Mēs pievēršamies detalizētam jautājumam par hromosomu komplektu.

Šo elementu skaits ir sugai raksturīga iezīme. Piemēram, ņemiet Drosophila mušu. Viņai kopā ir astoņi, un primātiem ir četrdesmit astoņi. Cilvēka ķermenī ir četrdesmit sešas hromosomas. Mēs nekavējoties vēršam jūsu uzmanību uz to, ka to skaits ir vienāds visām ķermeņa šūnām.

Turklāt ir svarīgi saprast, ka ir divi iespējamie hromosomu komplektu veidi:

• diploīds (raksturīgs eikariotu šūnām, ir pilns komplekts, tas ir, 2n, atrodas somatiskajās šūnās);
• haploīds (puse no komplekta, t.i., n, atrodas dzimumšūnās).

Ir jāzina, ka hromosomas veido pāri, kura pārstāvji ir homologi. Ko nozīmē šis termins? Homologās sauc par hromosomām, kurām ir tāda pati forma, struktūra, centromēra atrašanās vieta utt.

dzimuma hromosomas

Tagad mēs tuvāk aplūkosim nākamo hromosomu veidu - seksu. Tas nav viens, bet gan hromosomu pāris, kas atšķiras vienas sugas vīriešiem un mātītēm.

Parasti vienam no organismiem (vīriešu vai sieviešu) pieder divas identiskas, diezgan lielas X hromosomas, savukārt genotips ir XX. Pretējā dzimuma indivīdam ir viena X hromosoma un nedaudz mazāka Y hromosoma. Genotips ir XY. Ir arī svarīgi atzīmēt, ka dažos gadījumos vīriešu dzimuma veidošanās notiek, ja nav vienas no hromosomām, tas ir, X0 genotipa.

autosomas

Tās ir pārī savienotas daļiņas organismos ar hromosomu dzimuma noteikšanu, kas ir vienādi gan vīriešiem, gan sievietēm. Vienkāršāk sakot, visas hromosomas (izņemot dzimumu) ir autosomas.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka klātbūtne, kopijas un struktūra nav atkarīga no eikariotu dzimuma. Visām autosomām ir sērijas numurs. Ja ņemam cilvēku, tad divdesmit divi pāri (četrdesmit četras hromosomas) ir autosomas, bet viens pāris (divas hromosomas) ir dzimuma hromosomas.

1989. gadā spirohetā Borrelia burgdorfery tika aprakstīta lineāra baktēriju hromosoma, kas tika identificēta ar elektroforēzi impulsa elektriskā laukā. Genoma izmērs bija tikai 960 kb. Tika konstatēts, ka Agrobacterium tumefaciens vienlaikus pastāv lineārās un cirkulārās hromosomas, un Streptomyces ģints grampozitīvās baktērijas, kurām ir viens no lielākajiem baktēriju genomiem (apmēram 8000 kb), ir viena lineāra hromosoma. Šķiet, ka aktinomicītu pārstāvim Rhodococcus fascians ir arī lineāra hromosoma. Lineārās hromosomas baktērijās bieži pastāv līdzās lineārām plazmīdām un ir plaši izplatītas dabā.

Vislabāk izpētīto Streptomyces ģints baktēriju lineārās hromosomas un plazmīdas satur terminālos apgrieztos atkārtojumus (TIR), ar kuriem terminālie proteīni (TP) ir kovalenti saistīti. Neskatoties uz to, ka šādas struktūras ir raksturīgas adenovīrusu un bakteriofāga psi29 Bacillus subtilis hromosomām, streptomicītu hromosomu replikācijas mehānisms būtiski atšķiras no vīrusu genomu hromosomu replikācijas mehānisma. Ja DNS sintēze vīrusos tiek uzsākta hromosomas beigās, izmantojot TP, kas kovalenti saistīta ar nukleotīdu kā sēklu, un turpinās cauri visam genomam līdz tā galam, tad hromosomu un lineāro streptomicītu plazmīdu replikācija sākas no hromosomas iekšējā reģiona. replikācijas izcelsme oriC .

DNS sintēze izplatās abos virzienos no replikācijas sākuma pēc standarta puskonservatīvā mehānisma un beidzas lineāro DNS molekulu galos ar 3"-gala spraugu veidošanos (I.50. att., a). Vienkāršākais risinājums šīs nepilnības aizpildīšanas problēma varētu būt hromosomu telomēru reģionu tieša replikācijas iniciācija no TP proteīna, kas kovalenti saistīts ar iniciējošo nukleotīdu, kas notiek adenovīrusos (I.50. att., b) Patiešām, streptomicīti izmanto TP, lai replikētu telomēru. reģionos, tomēr telomēru atpazīšanas mehānisms šajā gadījumā ir būtiski atšķirīgs.Ir trīs modeļi lineāro baktēriju hromosomu telomērisko reģionu spraugu aizpildīšanai.

Nav zināms, cik daudz lineāro baktēriju hromosomu formu pastāv dabā. Nav pētītas arī taksonomiskās problēmas, kas saistītas ar hromosomu topoloģiju eibaktēriju valstībā. Ja katrs hromosomu veids ir raksturīgs atsevišķam taksonomijas domēnam, tad var pieņemt, ka hromosomu topoloģijai ir liela nozīme baktēriju evolūcijā. Alternatīvi, hromosomu topoloģiskās apmaiņas var būt salīdzinoši bieži notikumi, un lineāras un apļveida hromosomas ir tikai cieši saistītās baktēriju sugās. Streptomicītu hromosomu nestabilitāte (pagarinātu delēciju veidošanās un nukleotīdu secību pastiprināšanās) ir saistīta ar pārkārtošanos to gala sekcijās, no kurām dažas pavadīja gredzena hromosomu veidošanās.

Kā daļa no kapsīda.

Enciklopēdisks YouTube

1 / 5

✪ Hromosomas, hromatīdi, hromatīns utt.

✪ Gēni, DNS un hromosomas

✪ Svarīgākie ģenētikas termini. loki un gēni. homologās hromosomas. Sakabināšana un šķērsošana.

✪ Hromosomu slimības. Piemēri un iemesli. Bioloģijas video stunda 10. klase

✪ Šūnu tehnoloģijas. DNS. Hromosoma. Genoms. Programma "Pirmajā tuvinājumā"

Subtitri

Pirms iedziļināties šūnu dalīšanās mehānikā, es domāju, ka būtu noderīgi runāt par vārdu krājumu, kas saistīts ar DNS. Ir daudz vārdu, un daži no tiem izklausās līdzīgi. Tie var būt mulsinoši. Pirmkārt, es vēlētos runāt par to, kā DNS ģenerē vairāk DNS, veido pašas kopijas vai kā tā veido olbaltumvielas kopumā. Mēs par to jau runājām video par DNS. Ļaujiet man uzzīmēt nelielu DNS fragmentu. Man ir A, G, T, lai man ir divi T un tad divi C. Tāda maza platība. Tas turpinās šādi. Protams, šī ir dubultā spirāle. Katrs burts atbilst savam. Es tos krāsošu ar šo krāsu. Tātad A atbilst T, G atbilst C, (precīzāk, G veido ūdeņraža saites ar C), T - ar A, T - ar A, C - ar G, C - ar G. Visa šī spirāle stiepjas, pieņemsim teiksim, šajā virzienā. Tātad šai DNS ir jāveic daži dažādi procesi. Viens no tiem ir saistīts ar jūsu ķermeņa šūnām – jums ir jāražo vairāk jūsu ādas šūnu. Jūsu DNS ir jākopē pati sevi. Šo procesu sauc par replikāciju. Jūs replikējat DNS. Es jums parādīšu replikāciju. Kā šī DNS var sevi kopēt? Šī ir viena no ievērojamākajām DNS struktūras iezīmēm. Replikācija. Es veicu vispārīgu vienkāršošanu, bet ideja ir tāda, ka divi DNS pavedieni atdalās, un tas nenotiek pats no sevis. To veicina olbaltumvielu un enzīmu masa, bet sīkāk par mikrobioloģiju pastāstīšu citā video. Tātad šīs ķēdes ir atdalītas viena no otras. Es pārvietošu ķēdi šeit. Viņi atdalās viens no otra. Es ņemšu citu ķēdi. Šis ir pārāk liels. Šī shēma izskatīsies apmēram šādi. Viņi atdalās viens no otra. Kas var notikt pēc tam? Es noņemšu papildu gabalus šeit un šeit. Tātad, šeit ir mūsu dubultā spirāle. Viņi visi bija saistīti. Tie ir bāzes pāri. Tagad viņi ir atdalīti viens no otra. Ko katrs no viņiem var darīt pēc šķiršanās? Tagad viņi var kļūt par matricu viens otram. Paskaties... Ja šī ķēde ir pati par sevi, tagad, pēkšņi, timīna bāze var nākt un pievienoties šeit, un šie nukleotīdi sāks sakārtoties. Timīns un citozīns, un tad adenīns, adenīns, guanīns, guanīns. Un tā arī iet. Un tad, šajā otrā daļā, uz zaļās ķēdes, kas iepriekš bija piestiprināta šai zilajai, notiks tas pats. Būs adenīns, guanīns, timīns, timīns, citozīns, citozīns. Kas tikko notika? Atdalot un ieviešot komplementāras bāzes, mēs esam izveidojuši šīs molekulas kopiju. Nākotnē mēs iedziļināsimies šī jautājuma mikrobioloģijā, lai iegūtu vispārēju priekšstatu par to, kā DNS atkārtojas. Īpaši, skatoties uz mitozi un mejozi, es varu teikt: "Šī ir stadija, kurā notiek replikācija." Tagad vēl viens process, par kuru jūs dzirdēsit daudz vairāk. Es runāju par viņu DNS video. Šī ir transkripcija. DNS videoklipā es nepievērsu īpašu uzmanību tam, kā DNS dubultojas, taču viena no lieliskajām lietām divslāņu dizainā ir tā, ka to ir viegli dublēt. Jūs vienkārši atdala 2 sloksnes, 2 spirāles, un tad tās kļūst par matricu citai ķēdei, un tad parādās kopija. Tagad transkripcija. Tam ir jānotiek ar DNS, lai veidotos olbaltumvielas, bet transkripcija ir starpposms. Šis ir posms, kurā jūs pārejat no DNS uz mRNS. Tad šī mRNS atstāj šūnas kodolu un nonāk ribosomās. Es par to runāšu pēc dažām sekundēm. Tātad mēs varam darīt to pašu. Šīs ķēdes atkal tiek atdalītas transkripcijas laikā. Viens atdalās šeit, un otrs šķiras... un otrs atdalīsies šeit. Perfekti. Var būt jēga izmantot tikai vienu ķēdes pusi - es noņemšu vienu. Tas ir veids. Mēs pārrakstīsim zaļo daļu. Šeit viņa ir. Es to visu izdzēsīšu. Nepareiza krāsa. Tātad, es to visu izdzēšu. Kas notiek, ja dezoksiribonukleīnskābes nukleotīdu vietā, kas savienojas ar šo DNS virkni, jums ir ribonukleīnskābe jeb RNS, kas savienojas pārī. Es attēlošu RNS purpursarkanā krāsā. RNS savienosies pārī ar DNS. Timīns, kas atrodams DNS, savienosies pārī ar adenīnu. Guanīns, tagad, kad mēs runājam par RNS, timīna vietā mums būs uracils, uracils, citozīns, citozīns. Un tas turpināsies. Šī ir mRNS. Messenger RNS. Tagad viņa šķiras. Šī mRNS atdala un atstāj kodolu. Tas atstāj kodolu, un tad notiek tulkošana. Raidījums. Rakstīsim šo terminu. Raidījums. Tas nāk no mRNS... DNS video man bija maza tRNS. Pārneses RNS bija kā kravas automašīna, kas transportēja aminoskābes uz mRNS. Tas viss notiek šūnas daļā, ko sauc par ribosomu. Tulkošana notiek no mRNS uz proteīnu. Mēs esam redzējuši, ka tas notiek. Tātad, no mRNS līdz olbaltumvielām. Jums ir šī ķēde - es uztaisīšu kopiju. Es nokopēšu visu ķēdi uzreiz. Šī ķēde atdalās, atstāj kodolu, un tad jums ir šīs mazās tRNS kravas automašīnas, kas, tā sakot, brauc uz augšu. Tātad, pieņemsim, ka man ir tRNS. Apskatīsim adenīnu, adenīnu, guanīnu un guanīnu. Šī ir RNS. Šis ir kodons. Kodonam ir 3 bāzu pāri un tam pievienota aminoskābe. Jums ir dažas citas tRNS daļas. Teiksim, uracils, citozīns, adenīns. Un tai pievienota vēl viena aminoskābe. Tad aminoskābes apvienojas un veido garu aminoskābju ķēdi, kas ir proteīns. Olbaltumvielas veido šīs dīvainās sarežģītās formas. Lai pārliecinātos, ka saprotat. Sāksim ar DNS. Ja mēs veidojam DNS kopijas, tā ir replikācija. Jūs replikējat DNS. Tātad, ja mēs veidojam DNS kopijas, tā ir replikācija. Ja sākat ar DNS un izveidojat mRNS no DNS veidnes, tā ir transkripcija. Pierakstīsim. "Transkripcija". Tas ir, jūs pārrakstāt informāciju no vienas formas uz otru - transkripciju. Tagad, kad mRNS atstāj šūnas kodolu... Es uzzīmēšu šūnu, lai pievērstu tai uzmanību. Nākotnē mēs nodarbosimies ar šūnu struktūru. Ja tā ir vesela šūna, kodols ir centrs. Šeit atrodas visa DNS, šeit notiek visa replikācija un transkripcija. Pēc tam mRNS atstāj kodolu, un pēc tam ribosomās, par kurām mēs sīkāk runāsim nākotnē, notiek translācija un veidojas proteīns. Tātad no mRNS uz proteīnu ir translācija. Jūs tulkojat no ģenētiskā koda tā sauktajā proteīna kodā. Tātad šī ir pārraide. Tieši šie vārdi parasti tiek lietoti, lai aprakstītu šos procesus. Pārliecinieties, ka izmantojat tos pareizi, nosaucot dažādus procesus. Tagad vēl viena DNS terminoloģijas daļa. Kad es viņu pirmo reizi satiku, es domāju, ka viņa ir ārkārtīgi mulsinoša. Vārds ir "hromosoma". Es šeit pierakstīšu vārdus - jūs varat novērtēt, cik tie ir mulsinoši: hromosoma, hromatīns un hromatīds. Hromatīds. Tātad, hromosoma, mēs jau esam par to runājuši. Jums var būt DNS virkne. Šī ir dubultā spirāle. Šī ķēde, ja es to palielinātu, patiesībā ir divas dažādas ķēdes. Viņiem ir savienoti bāzes pāri. Es tikko uzzīmēju kopā savienotus bāzes pārus. Es gribu būt skaidrs: es šeit novilku šo mazo zaļo līniju. Šī ir dubultā spirāle. Tas aptver proteīnus, ko sauc par histoniem. Histoni. Ļaujiet viņai apgriezties šādi un kaut ko tādu, un tad kaut ko tādu. Šeit jums ir vielas, ko sauc par histoniem, kas ir olbaltumvielas. Uzzīmēsim tos šādi. Kā šis. Tā ir struktūra, tas ir, DNS kombinācijā ar olbaltumvielām, kas to strukturē, liekot tai ietīties arvien tālāk. Galu galā, atkarībā no šūnas dzīves posma, veidosies dažādas struktūras. Un, kad jūs runājat par nukleīnskābi, kas ir DNS, un apvienojat to ar olbaltumvielām, jūs runājat par hromatīnu. Tātad hromatīns ir DNS un strukturālie proteīni, kas piešķir DNS formu. strukturālie proteīni. Hromatīna ideja vispirms tika izmantota tāpēc, ka cilvēki redzēja, skatoties uz šūnu... Atcerieties? Katru reizi es zīmēju šūnas kodolu noteiktā veidā. Tā sakot. Tas ir šūnas kodols. Es zīmēju ļoti atšķirīgas struktūras. Šis ir viens, šis ir cits. Varbūt viņa ir īsāka, un viņai ir homologa hromosoma. Es uzzīmēju hromosomas, vai ne? Un katra no šīm hromosomām, kā es parādīju pēdējā video, būtībā ir garas DNS struktūras, garas DNS virknes, kas cieši aptītas viena ap otru. Es to uzzīmēju šādi. Ja mēs pietuvināsim, mēs redzēsim vienu ķēdi, un tā patiešām ir aptīta ap sevi šādi. Šī ir viņas homologā hromosoma. Atcerieties, ka video par mainīgumu es runāju par homologu hromosomu, kas kodē tos pašus gēnus, bet atšķirīgu to versiju. Zilā krāsa ir no tēta, bet sarkanā ir no mammas, bet būtībā tie kodē vienus un tos pašus gēnus. Tātad šī ir viena daļa, ko es saņēmu no sava tēva ar šīs struktūras DNS, mēs to saucam par hromosomu. Tātad hromosoma. Es gribu paskaidrot, ka DNS šādu formu iegūst tikai noteiktos dzīves posmos, kad tā pati vairojas, t. tiek atkārtots. Precīzāk, ne tik ... Kad šūna dalās. Pirms šūna kļūst spējīga dalīties, DNS iegūst šo skaidri definēto formu. Lielāko daļu šūnas dzīves, kad DNS veic savu darbu, kad tā ražo olbaltumvielas, proti, olbaltumvielas tiek transkribētas un tulkotas no DNS, tā šādā veidā nesalocās. Ja tas būtu salocīts, replikācijas un transkripcijas sistēmai būtu grūti nokļūt līdz DNS, veidot olbaltumvielas un darīt kaut ko citu. Parasti DNS... Ļaujiet man vēlreiz uzzīmēt kodolu. Lielāko daļu laika to pat nevar redzēt ar parasto gaismas mikroskopu. Tas ir tik plāns, ka visa DNS spirāle ir pilnībā sadalīta kodolā. Es to zīmēju šeit, šeit varētu būt cita. Un tad jums ir īsāka ķēde, piemēram, šī. Jūs pat nevarat viņu redzēt. Tas nav šajā skaidri definētajā struktūrā. Parasti tas izskatās šādi. Lai ir tāda īsa ķēdīte. Jūs varat redzēt tikai līdzīgu haosu, kas sastāv no DNS un olbaltumvielu kombinācijām. Tas ir tas, ko cilvēki parasti sauc par hromatīnu. Tas ir jāpieraksta. "Hromatīns" Tātad vārdi var būt ļoti neskaidri un ļoti mulsinoši, taču, runājot par skaidri definētu vienu DNS virkni, skaidri definētu struktūru, piemēram, šī, parasti lieto hromosomu. Jēdziens "hromatīns" var attiekties vai nu uz tādu struktūru kā hromosoma, DNS un proteīnu kombinācija, kas to strukturē, vai arī uz daudzu DNS saturošu hromosomu traucējumiem. Tas ir, no daudzām hromosomām un olbaltumvielām, kas sajauktas kopā. Es gribu, lai tas būtu skaidrs. Tagad nākamais vārds. Kas ir hromatīds? Gadījumā, ja es to vēl neesmu izdarījis... Es neatceros, vai es to atzīmēju. Šīs olbaltumvielas, kas nodrošina hromatīna struktūru vai veido hromatīnu, kā arī nodrošina struktūru, sauc par "histoniem". Ir dažādi veidi, kas nodrošina struktūru dažādos līmeņos, mēs tos aplūkosim sīkāk vēlāk. Tātad, kas ir hromatīds? Kad DNS atkārtojas... Pieņemsim, ka tā bija mana DNS, tā ir normālā stāvoklī. Viena versija ir no tēta, viena versija ir no mammas. Tagad tas ir pavairots. Tēta versija vispirms izskatās šādi. Tā ir liela DNS ķēde. Tā izveido citu versiju, identisku, ja sistēma darbojas pareizi, un šī identiska daļa izskatās šādi. Sākotnēji tie ir piestiprināti viens otram. Tie ir pievienoti viens otram vietā, ko sauc par centromēru. Tagad, neskatoties uz to, ka man šeit ir 2 ķēdes, kas sastiprinātas kopā. Divas identiskas ķēdes. Viena ķēde te, viena te... Lai gan ļaujiet man izteikties savādāk. Principā to var attēlot dažādos veidos. Šeit ir viena ķēde, un šeit ir cita ķēde. Tātad mums ir 2 eksemplāri. Tie kodē tieši to pašu DNS. Tātad. Tie ir identiski, tāpēc es to joprojām saucu par hromosomu. Pierakstīsim arī to. To visu kopā sauc par hromosomu, bet tagad katru atsevišķu kopiju sauc par hromatīdu. Tātad šis ir viens hromatīds un šis ir otrs. Tos dažreiz sauc par māsu hromatīdiem. Tos var saukt arī par dvīņu hromatīdiem, jo ​​tiem ir viena un tā pati ģenētiskā informācija. Tātad šai hromosomai ir 2 hromatīdi. Tagad, pirms replikācijas vai pirms DNS dublēšanās, jūs varat teikt, ka šai hromosomai šeit ir viena hromatīda. Jūs varat to saukt par hromatīdu, bet tam nav jābūt. Cilvēki sāk runāt par hromatīdiem, kad hromosomā atrodas divi no tiem. Mēs uzzinām, ka mitozē un meiozē šīs 2 hromatīdas atdalās. Kad tie atdalās, ir DNS virkne, ko jūs kādreiz saucāt par hromatīdu, tagad jūs sauksit par vienu hromosomu. Tātad šis ir viens no tiem, un šeit ir vēl viens, kas varētu būt sazarojies šajā virzienā. Es aplikšu šo zaļā krāsā. Tātad šis var iet uz šo pusi, un šis, ko es apvelku oranžā krāsā, piemēram, uz šo... Tagad, kad tie ir atdalīti un vairs nav savienoti ar centromēru, ko mēs sākotnēji saucām par vienu hromosomu ar diviem hromatīdiem, tagad jūs saucat divas atsevišķas hromosomas. Vai arī jūs varētu teikt, ka jums tagad ir divas atsevišķas hromosomas, no kurām katra sastāv no viena hromatīda. Es ceru, ka tas nedaudz precizē ar DNS saistīto terminu nozīmi. Man tie vienmēr ir bijuši diezgan mulsinoši, taču tie būs noderīgs instruments, kad sāksim mitozi un mejozi, un es runāšu par to, kā hromosoma kļūst par hromatīdu. Jūs jautāsiet, kā viena hromosoma kļuva par divām hromosomām un kā hromatīds kļuva par hromosomu. Tas viss griežas ap vārdu krājumu. Es izvēlētos citu, nevis sauktu to par hromosomu un katru no šīm individuālajām hromosomām, taču viņi nolēma to nosaukt par mums. Jums varētu rasties jautājums, no kurienes nāk vārds "hromo". Varbūt jūs zināt kādu vecu Kodak filmu ar nosaukumu "hroma krāsa". Būtībā "hromo" nozīmē "krāsa". Manuprāt, tas nāk no grieķu vārda krāsai. Kad cilvēki pirmo reizi skatījās uz šūnas kodolu, viņi izmantoja krāsvielu, un tas, ko mēs saucam par hromosomām, tika iekrāsots ar krāsvielu. Un mēs to varējām redzēt ar gaismas mikroskopu. Daļa "soma" nāk no vārda "soma", kas nozīmē "ķermenis", tas ir, mēs iegūstam krāsainu ķermeni. Tādējādi radās vārds "hromosoma". Hromatīns arī iekrāso... Es ceru, ka tas nedaudz precizē jēdzienus "hromatīds", "hromosoma", "hromatīns", un tagad mēs esam gatavi mitozes un meiozes izpētei.

Hromosomu atklāšanas vēsture

Pirmie hromosomu apraksti dažādu autoru rakstos un grāmatās parādījās 19. gadsimta 70. gados, un hromosomu atklāšanas prioritāte tiek dota dažādiem cilvēkiem. Starp tiem ir tādi vārdi kā I. D. Čistjakovs (1873), A. Šneiders (1873), E. Strasburgers (1875), O. Bučli (1876) un citi. Visbiežāk par hromosomu atklāšanas gadu tiek saukts 1882. gads, un to atklājējs ir vācu anatoms V. Flemings, kurš savā fundamentālajā grāmatā "Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung" apkopoja un racionalizēja informāciju par tiem, papildinot paša veikto pētījumu rezultātus. Terminu "hromosoma" 1888. gadā ierosināja vācu histologs G. Valdeijers. "Hromosoma" burtiski nozīmē "krāsains ķermenis", jo pamata krāsvielas ir labi saistītas ar hromosomām.

Pēc Mendeļa likumu atkārtotas atklāšanas 1900. gadā pagāja tikai viens vai divi gadi, līdz kļuva skaidrs, ka hromosomas meiozes un apaugļošanas laikā uzvedas tieši tā, kā to paredz "iedzimtības daļiņas". 1902. gadā T. Boveri un 1902.-1903. gadā V. Setons ( Valters Satons) neatkarīgi izvirzīja hipotēzi par hromosomu ģenētisko lomu.

1933. gadā T. Morgans saņēma Nobela prēmiju fizioloģijā vai medicīnā par hromosomu nozīmes atklāšanu iedzimtībā.

Metafāzes hromosomu morfoloģija

Mitozes metafāzes stadijā hromosomas sastāv no divām gareniskām kopijām, ko sauc par māsas hromatīdiem, kas veidojas replikācijas laikā. Metafāzes hromosomās reģionā ir savienoti māsu hromatīdi primārā sašaurināšanās sauc par centromēru. Centromērs ir atbildīgs par māsu hromatīdu atdalīšanu meitas šūnās dalīšanas laikā. Centromērā tiek samontēts kinetohors - sarežģīta proteīna struktūra, kas nosaka hromosomas piesaisti vārpstas dalījuma mikrotubuliem - hromosomas kustinātājiem mitozē. Centromērs sadala hromosomas divās daļās, ko sauc pleciem. Lielākajā daļā sugu hromosomas īso roku apzīmē ar burtu lpp, garš plecs - burts q. Hromosomu garums un centromēra pozīcija ir galvenās metafāzes hromosomu morfoloģiskās pazīmes.

Atkarībā no centromēra atrašanās vietas izšķir trīs hromosomu struktūras veidus:

Šo hromosomu klasifikāciju, pamatojoties uz roku garuma attiecību, 1912. gadā ierosināja krievu botāniķis un citologs S. G. Navašins. Papildus iepriekš minētajiem trim veidiem izcēla arī S. G. Navašins telocentrisks hromosomas, tas ir, hromosomas ar tikai vienu roku. Tomēr saskaņā ar mūsdienu koncepcijām patiesi telocentriskas hromosomas nepastāv. Otrā roka, pat ja tā ir ļoti īsa un parastajā mikroskopā neredzama, vienmēr ir klāt.

Dažu hromosomu papildu morfoloģiskā iezīme ir tā sauktā sekundārais sašaurinājums, kas ārēji atšķiras no primārā ar to, ka starp hromosomas segmentiem nav ievērojama leņķa. Sekundārie sašaurinājumi ir dažāda garuma un var atrasties dažādos punktos visā hromosomas garumā. Sekundārajos sašaurinājumos, kā likums, ir nukleolārie organizatori, kas satur vairākus gēnu atkārtojumus, kas kodē ribosomu RNS. Cilvēkiem sekundārie sašaurinājumi, kas satur ribosomu gēnus, atrodas akrocentrisko hromosomu īsajās zaros, tie atdala mazus hromosomu segmentus no hromosomas galvenā korpusa, t.s. satelīti. Hromosomas, kurām ir satelīts, sauc par SAT hromosomām (lat. SAT (Sine Acid Thymonucleinico)- bez DNS).

Metafāzes hromosomu diferenciālā krāsošana

Ar hromosomu vienkrāsainu krāsošanu (aceto-karmīna, aceto-orceīna, Fölgen vai Romanovska-Giemsa krāsošana) var noteikt hromosomu skaitu un izmēru; to forma, ko galvenokārt nosaka centromēra stāvoklis, sekundāro sašaurinājumu klātbūtne, satelīti. Lielākajā daļā gadījumu ar šīm pazīmēm nepietiek, lai identificētu atsevišķas hromosomas hromosomu komplektā. Turklāt vienkrāsaini iekrāsotās hromosomas bieži vien ir ļoti līdzīgas dažādām sugām. Hromosomu diferenciālā krāsošana, kuras dažādas metodes tika izstrādātas 1970. gadu sākumā, nodrošināja citoģenētiku ar spēcīgu instrumentu, lai identificētu gan atsevišķas hromosomas kopumā, gan to daļas, tādējādi atvieglojot genoma analīzi.

Diferenciālās krāsošanas metodes iedala divās galvenajās grupās:

Hromosomu DNS sablīvēšanās līmeņi

Hromosomas pamatā ir ievērojama garuma lineāra DNS makromolekula. Cilvēka hromosomu DNS molekulās ir no 50 līdz 245 miljoniem slāpekļa bāzu pāru. Kopējais DNS garums no vienas cilvēka šūnas ir aptuveni divi metri. Tajā pašā laikā tipisks cilvēka šūnas kodols, ko var redzēt tikai ar mikroskopu, aizņem apmēram 110 mikronus, un vidējā cilvēka mitotiskā hromosoma nepārsniedz 5-6 mikronus. Šāda ģenētiskā materiāla sablīvēšanās ir iespējama, jo eikariotos ir ļoti organizēta DNS molekulu iepakošanas sistēma gan starpfāzu kodolā, gan mitotiskajā hromosomā. Jāņem vērā, ka proliferējošajās šūnās eikariotos pastāvīgi regulāri mainās hromosomu sablīvēšanās pakāpe. Pirms mitozes hromosomu DNS tiek sablīvēta 105 reizes, salīdzinot ar DNS lineāro garumu, kas nepieciešams veiksmīgai hromosomu segregācijai meitas šūnās, savukārt starpfāzu kodolā veiksmīgai transkripcijas un replikācijas procesiem hromosoma ir jāatdala. Tajā pašā laikā DNS kodolā nekad nav pilnībā izstiepta un vienmēr ir zināmā mērā iesaiņota. Tādējādi aprēķinātais izmēra samazinājums starp hromosomu starpfāzē un hromosomu mitozē ir tikai aptuveni 2 reizes raugā un 4-50 reizes cilvēkiem.

Viens no jaunākajiem iepakojuma līmeņiem mitotiskajā hromosomā, daži pētnieki uzskata, ka tā saukto līmeni hromoneēmas, kura biezums ir aptuveni 0,1-0,3 mikroni. Turpmākas blīvēšanas rezultātā hromatīda diametrs metafāzes brīdī sasniedz 700 nm. Ievērojamais hromosomas biezums (diametrs 1400 nm) metafāzes stadijā, visbeidzot, ļauj to redzēt gaismas mikroskopā. Kondensētā hromosoma izskatās kā burts X (bieži vien ar nevienlīdzīgām rokām), jo abas replikācijas rezultātā radušās hromatīdas ir savstarpēji savienotas centromērā (plašāku informāciju par hromosomu likteni šūnu dalīšanās laikā skatiet rakstos mitoze un mejoze).

Hromosomu anomālijas

Aneuploīdija

Ar aneuploidiju notiek kariotipa hromosomu skaita izmaiņas, kurās kopējais hromosomu skaits nav haploīdu hromosomu kopas daudzkārtnis. n. Gadījumā, ja no homologu hromosomu pāra tiek zaudēta viena hromosoma, mutantus sauc monosomika, vienas papildu hromosomas gadījumā tiek saukti mutanti ar trim homologām hromosomām trisomika, viena homologu pāra zaudēšanas gadījumā - nullisomika. Autosomālā aneuploīdija vienmēr izraisa ievērojamus attīstības traucējumus, kas ir galvenais spontāno abortu cēlonis cilvēkiem. Viena no slavenākajām aneuploīdijām cilvēkiem ir 21. trisomija, kas izraisa Dauna sindroma attīstību. Aneuploīdija ir raksturīga audzēja šūnām, īpaši cietajām audzēja šūnām.

Poliploīdija

Hromosomu skaita izmaiņas, kas ir haploīdā hromosomu kopuma daudzkārtnis ( n) sauc par poliploīdiju. Poliploīdija dabā ir plaši un nevienmērīgi izplatīta. Ir zināmi poliploīdi eikariotu mikroorganismi - sēnītes un aļģes, poliploīdi bieži sastopami starp ziedaugiem, bet ne starp ģimnosēkļiem. Visa ķermeņa poliploīdija metazoānos ir reti sastopama, lai gan viņiem tā bieži ir endopoliploīdija daži diferencēti audi, piemēram, aknas zīdītājiem, kā arī zarnu audi, siekalu dziedzeri, vairāku kukaiņu Malpighian trauki.

Hromosomu pārkārtošanās

Hromosomu pārkārtošanās (hromosomu aberācijas) ir mutācijas, kas izjauc hromosomu struktūru. Tie var rasties somatiskajās un dzimumšūnās spontāni vai ārējas ietekmes rezultātā (jonizējošais starojums, ķīmiskie mutagēni, vīrusu infekcija utt.). Hromosomu pārkārtošanās rezultātā hromosomas fragments var tikt zaudēts vai, gluži pretēji, dubultots (attiecīgi dzēšana un dublēšanās); hromosomas segmentu var pārnest uz citu hromosomu (translokācija) vai arī tas var mainīt savu orientāciju hromosomā par 180° (inversija). Ir arī citi hromosomu pārkārtojumi.

Neparasti hromosomu veidi

mikrohromosomas

B hromosomas

B hromosomas ir papildu hromosomas, kas kariotipa sastāvā ir atrodamas tikai noteiktiem indivīdiem populācijā. Tie bieži sastopami augos un aprakstīti sēnēs, kukaiņos un dzīvniekos. Dažas B hromosomas satur gēnus, bieži vien rRNS gēnus, taču nav skaidrs, cik funkcionāli šie gēni ir. B hromosomu klātbūtne var ietekmēt organismu bioloģiskās īpašības, īpaši augos, kur to klātbūtne ir saistīta ar samazinātu dzīvotspēju. Tiek pieņemts, ka B hromosomas pakāpeniski tiek zaudētas somatiskajās šūnās to neregulāras pārmantošanas rezultātā.

Holocentriskās hromosomas

Holocentriskajām hromosomām nav primāra sašaurināšanās, tām ir tā sauktais difūzais kinetohors, tāpēc mitozes laikā visā hromosomas garumā tiek piestiprinātas vārpstas mikrotubulas. Hromatīdu diverģences laikā uz dalīšanās poliem holocentriskās hromosomās tie iet uz poliem paralēli viens otram, savukārt monocentriskā hromosomā kinetohors ir priekšā pārējai hromosomai, kas noved pie raksturīgām V-veida atšķirīgām hromatīdām plkst. anafāzes stadija. Hromosomu fragmentācijas laikā, piemēram, jonizējošā starojuma iedarbības rezultātā, holocentrisko hromosomu fragmenti sakārtoti novirzās uz poliem, un monocentrisko hromosomu fragmenti, kas nesatur centromērus, tiek nejauši sadalīti starp meitas šūnām un var tikt zaudēti. .

Holocentriskās hromosomas ir sastopamas protistiem, augiem un dzīvniekiem. Nematodēm ir holocentriskas hromosomas C. elegans .

Milzu hromosomu formas

Politēna hromosomas

Politēna hromosomas ir milzīgas hromatīdu aglomerācijas, kas sastopamas noteikta veida specializētās šūnās. Pirmo reizi aprakstījis E. Balbāni ( Eduārs-Žerārs-Balbāni) 1881. gadā asinstārpu siekalu dziedzeru šūnās ( Chironomus), viņu pētījumu jau XX gadsimta 30. gados turpināja Kostovs, T. Peinters, E. Heics un G. Bauers ( Hanss Bauers). Politēna hromosomas ir atrastas arī Diptera kāpuru siekalu dziedzeru šūnās, zarnās, trahejā, tauku ķermenī un Malpighian traukos.

Lampu suku hromosomas

Lampu sukas hromosoma ir milzīgs hromosomu veids, kas sastopams meiotiskajās sieviešu šūnās I profāzes diplotēna stadijā dažiem dzīvniekiem, īpaši dažiem abiniekiem un putniem. Šīs hromosomas ir ārkārtīgi transkripcijas ziņā aktīvas un tiek novērotas augošos oocītos, kad RNS sintēzes procesi, kas izraisa dzeltenuma veidošanos, ir visintensīvākie. Šobrīd ir zināmas 45 dzīvnieku sugas, kuru olšūnās attīstās šādas hromosomas. Lampu sukas hromosomas netiek ražotas zīdītāju oocītos.

Lampas tipa hromosomas pirmo reizi aprakstīja V. Flemings 1882. gadā. Nosaukumu "lampas hromosomas" ierosināja vācu embriologs I. Rikerts ( J. Rūkerts) 1892. gadā.

Lampas tipa hromosomas ir garākas nekā politēna hromosomas. Piemēram, dažu astes abinieku oocītos kopējais hromosomu garums sasniedz 5900 µm.

Baktēriju hromosomas

Ir pierādījumi par proteīnu klātbūtni baktērijās, kas saistīti ar nukleoīdu DNS, taču tajās nav atrasti histoni.

cilvēka hromosomas

Parasto cilvēka kariotipu pārstāv 46 hromosomas. Tie ir 22 autosomu pāri un viens dzimuma hromosomu pāris (XY vīriešu kariotipa un XX sievietes). Zemāk esošajā tabulā parādīts gēnu un bāzu skaits cilvēka hromosomās.

Skatīt arī

Piezīmes

1. Tarantula V.Z. Skaidrojošā biotehnoloģiskā vārdnīca. - M.: Slāvu kultūru valodas, 2009. - 936 lpp. - 400 eksemplāri. - ISBN 978-5-9551-0342-6.