โครโมโซมเชิงเส้นอยู่ที่ไหน? โครโมโซม. โครโมโซมชนิดผิดปกติ

โครโมโซมยูคาริโอต

เซนโทรเมียร์

การหดตัวเบื้องต้น

X. p. ซึ่งเซนโทรเมียร์เป็นภาษาท้องถิ่นและแบ่งโครโมโซมออกเป็นไหล่

ข้อ จำกัด รอง

ลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่ช่วยให้คุณระบุโครโมโซมแต่ละตัวในชุดได้ พวกเขาแตกต่างจากการหดตัวหลักในกรณีที่ไม่มีมุมที่เห็นได้ชัดเจนระหว่างส่วนของโครโมโซม การหดตัวทุติยภูมินั้นสั้นและยาวและมีการแปลที่จุดต่าง ๆ ตามความยาวของโครโมโซม ในมนุษย์มีโครโมโซม 13, 14, 15, 21 และ 22 โครโมโซม

ประเภทของโครงสร้างโครโมโซม

โครงสร้างโครโมโซมมีสี่ประเภท:

• telocentric(โครโมโซมรูปแท่งที่มีเซนโทรเมียร์อยู่ที่ปลายใกล้เคียง);
• acrocentric(โครโมโซมรูปแท่งที่มีแขนที่สองสั้นมากแทบจะมองไม่เห็น);
• submetacentric(มีไหล่ยาวไม่เท่ากัน มีรูปร่างคล้ายตัวอักษร L)
• metacentric(โครโมโซมรูปตัววีที่มีแขนยาวเท่ากัน)

ประเภทของโครโมโซมจะคงที่สำหรับโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันแต่ละโครโมโซมและอาจคงที่ในสมาชิกทั้งหมดของสปีชีส์หรือสกุลเดียวกัน

ดาวเทียม (ดาวเทียม)

ดาวเทียม- นี่คือร่างกายที่โค้งมนหรือยาว แยกออกจากส่วนหลักของโครโมโซมโดยโครโมโซมเส้นบาง ๆ มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันหรือเล็กกว่าโครโมโซมเล็กน้อย โครโมโซมที่มีคู่กันมักเรียกว่าโครโมโซม SAT รูปร่าง ขนาดของดาวเทียมและเกลียวที่เชื่อมต่อกันจะคงที่สำหรับโครโมโซมแต่ละตัว

โซนนิวเคลียส

โซนของนิวเคลียส ( ผู้จัดงานนิวเคลียส) เป็นพื้นที่พิเศษที่เกี่ยวข้องกับลักษณะของการหดตัวทุติยภูมิ

โครโมนีมา

โครโมนมีเป็นโครงสร้างเป็นเกลียวที่สามารถมองเห็นได้ในโครโมโซมที่สลายตัวผ่านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน มันถูกพบครั้งแรกโดย Baranetsky ในปี 1880 ในโครโมโซมของเซลล์อับเรณู Tradescantia คำนี้ถูกนำมาใช้โดย Veydovsky โครโมนีมาอาจประกอบด้วยสอง สี่เส้น หรือมากกว่านั้น ขึ้นอยู่กับวัตถุที่กำลังศึกษา เกลียวเหล่านี้มีลักษณะเป็นเกลียวสองประเภท:

• paranemic(องค์ประกอบของเกลียวแยกได้ง่าย);
• plectonemic(ด้ายพันกันแน่น)

การจัดเรียงใหม่ของโครโมโซม

การละเมิดโครงสร้างของโครโมโซมเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเองหรือกระตุ้น (เช่น หลังจากการฉายรังสี)

• การกลายพันธุ์ของยีน (จุด) (การเปลี่ยนแปลงในระดับโมเลกุล);
• ความผิดปกติ (การเปลี่ยนแปลงด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่มองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง):

โครโมโซมยักษ์

โครโมโซมดังกล่าวซึ่งมีขนาดใหญ่สามารถสังเกตได้ในบางเซลล์ในบางช่วงของวัฏจักรเซลล์ ตัวอย่างเช่น พบในเซลล์ของเนื้อเยื่อบางชนิดของตัวอ่อนแมลงดิปเทอแรน (โครโมโซมโพลิทีน) และในเซลล์ไข่ของสัตว์มีกระดูกสันหลังและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังต่างๆ (โครโมโซมพู่กัน) เป็นการเตรียมโครโมโซมยักษ์ที่สามารถเปิดเผยสัญญาณของกิจกรรมของยีนได้

โครโมโซมโพลีทีน

Balbiani ถูกค้นพบครั้งแรกใน th แต่บทบาททางเซลล์ของพวกมันถูกระบุโดย Kostov, Paynter, Geitz และ Bauer มีอยู่ในเซลล์ของต่อมน้ำลาย ลำไส้ หลอดลม ไขมันในร่างกาย และหลอดเลือดของมัลพิเจียนของตัวอ่อน Diptera

โครโมโซมพู่กัน

โครโมโซมของแบคทีเรีย

มีหลักฐานการมีอยู่ของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ DNA ของนิวคลีออยด์ในแบคทีเรีย แต่ไม่พบฮิสโตนในพวกมัน

วรรณกรรม

• E. de Robertis, V. Novinsky, F. Saezชีววิทยาของเซลล์ - M.: Mir, 1973. - S. 40-49.

ดูสิ่งนี้ด้วย

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010 .

• Khromchenko Matvey Solomonovich
• พงศาวดาร

ดูว่า "โครโมโซม" ในพจนานุกรมอื่นๆ คืออะไร:

โครโมโซม- (จากโครโม ... และโสม) ออร์แกเนลล์ของนิวเคลียสของเซลล์ซึ่งเป็นพาหะของยีนและกำหนดมรดก คุณสมบัติของเซลล์และสิ่งมีชีวิต พวกเขามีความสามารถในการสืบพันธุ์ด้วยตนเองมีบุคลิกลักษณะโครงสร้างและการทำงานและเก็บไว้ในแถว ... ... พจนานุกรมสารานุกรมชีวภาพ

โครโมโซม- [พจนานุกรมคำต่างประเทศของภาษารัสเซีย

โครโมโซม- (จากโครโม... และตัวโสมกรีก) องค์ประกอบโครงสร้างของนิวเคลียสของเซลล์ที่มี DNA ซึ่งมีข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต ยีนถูกจัดเรียงเป็นเส้นตรงบนโครโมโซม การทำซ้ำตนเองและการกระจายโครโมโซมอย่างสม่ำเสมอตาม ... ... พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

โครโมโซม- โครโมโซม โครงสร้างที่นำข้อมูลทางพันธุกรรมเกี่ยวกับร่างกาย ซึ่งมีอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ EUKARYOTIC เท่านั้น โครโมโซมมีลักษณะเป็นเกลียว ประกอบด้วย DNA และมีชุดของยีนเฉพาะ สิ่งมีชีวิตแต่ละประเภทมีลักษณะเฉพาะ ... ... พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิค

โครโมโซม- องค์ประกอบโครงสร้างของนิวเคลียสของเซลล์ที่มี DNA ซึ่งมีข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต ยีนถูกจัดเรียงเป็นเส้นตรงบนโครโมโซม เซลล์ของมนุษย์แต่ละเซลล์มีโครโมโซม 46 อัน แบ่งออกเป็น 23 คู่ โดย 22 ... ... สารานุกรมจิตวิทยาที่ยิ่งใหญ่

โครโมโซม- * เทมเพิลโซม * โครโมโซมเป็นองค์ประกอบการสืบพันธุ์ด้วยตนเองของนิวเคลียสของเซลล์ที่คงไว้ซึ่งเอกลักษณ์ทางโครงสร้างและหน้าที่ของพวกมัน และคราบด้วยสีย้อมพื้นฐาน พวกเขาเป็นสื่อหลักของข้อมูลทางพันธุกรรม: ยีน ... ... พันธุศาสตร์ พจนานุกรมสารานุกรม

โครโมโซม- โครโมโซม โอห์ม หน่วย โครโมโซม s เพศหญิง (ผู้เชี่ยวชาญ.). ส่วนประกอบถาวรของนิวเคลียสของเซลล์สัตว์และพืช ซึ่งเป็นพาหะของข้อมูลทางพันธุกรรมทางพันธุกรรม | adj. โครโมโซม โอ้ โอ้ ชุดเซลล์ H. ทฤษฎีโครโมโซมของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม ... ... พจนานุกรมอธิบายของOzhegov

ประวัติการค้นพบโครโมโซม

ภาพวาดจากหนังสือของ W. Flemming พรรณนาถึงระยะต่างๆ ของการแบ่งเซลล์ของเยื่อบุผิวซาลาแมนเดอร์ (W. Flemming. Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung. 1882)

ในบทความและหนังสือต่างๆ ผู้คนต่างให้ความสำคัญกับการค้นพบโครโมโซมเป็นลำดับแรก แต่ส่วนใหญ่มักเรียกปีแห่งการค้นพบโครโมโซมในปี 1882 และผู้ค้นพบคือ W. Fleming นักกายวิภาคศาสตร์ชาวเยอรมัน อย่างไรก็ตาม เป็นการดีกว่าที่จะบอกว่าเขาไม่ได้ค้นพบโครโมโซม แต่ในหนังสือพื้นฐานของเขา "Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung" (ภาษาเยอรมัน) เขาได้รวบรวมและปรับปรุงข้อมูลเกี่ยวกับโครโมโซม เสริมผลการวิจัยของเขาเอง คำว่า "โครโมโซม" ถูกเสนอโดยไฮน์ริช วัลเดเยอร์ นักจุลกายวิภาคศาสตร์ชาวเยอรมันในปี พ.ศ. 2431 "โครโมโซม" หมายถึง "ร่างกายที่มีสี" อย่างแท้จริง เนื่องจากสีย้อมพื้นฐานจับกับโครโมโซมได้ดี

ตอนนี้เป็นการยากที่จะบอกว่าใครเป็นผู้อธิบายและวาดโครโมโซมเป็นคนแรก ในปี 1872 นักพฤกษศาสตร์ชาวสวิส Carl von Negili ได้ตีพิมพ์ผลงานที่เขาวาดภาพร่างเล็ก ๆ บางส่วนที่ปรากฏแทนที่นิวเคลียสระหว่างการแบ่งเซลล์ระหว่างการก่อตัวของละอองเรณูในดอกลิลลี่ ( Lilium tigrinum) และ Tradescantia ( Tradescantia). อย่างไรก็ตาม ภาพวาดของเขาไม่อนุญาตให้เราระบุอย่างชัดเจนว่า K. Negili เห็นโครโมโซมอย่างแน่นอน ในปี พ.ศ. 2415 นักพฤกษศาสตร์ E. Russov ได้นำภาพการแบ่งเซลล์ระหว่างการก่อตัวของสปอร์ในเฟิร์นจากสกุล Uzhovnik ( Ophioglossum) และเกสรดอกลิลลี่ ( Lilium bulbiferum). ในภาพประกอบของเขา เป็นการง่ายที่จะจดจำโครโมโซมแต่ละตัวและขั้นตอนของการแบ่งตัว นักวิจัยบางคนเชื่อว่านักพฤกษศาสตร์ชาวเยอรมัน Wilhelm Hoffmeister เป็นคนแรกที่เห็นโครโมโซมนานก่อน K. Negili และ E. Russov ย้อนกลับไปในปี 1848-1849 ในเวลาเดียวกัน ทั้ง K. Negili หรือ E. Russov และยิ่งกว่านั้น V. Hofmeister ไม่ได้ตระหนักถึงความสำคัญของสิ่งที่พวกเขาเห็น

หลังจากการค้นพบกฎของเมนเดลอีกครั้งในปี 1900 ใช้เวลาเพียงหนึ่งหรือสองปีจึงจะเห็นได้ชัดว่าโครโมโซมทำงานตรงตามที่คาดไว้จาก "อนุภาคทางพันธุกรรม" ในปี 1902 T. Boveri และในปี 1902-1903 W. Setton ( วอลเตอร์ ซัตตัน) เป็นอิสระเป็นคนแรกที่เสนอสมมติฐานเกี่ยวกับบทบาททางพันธุกรรมของโครโมโซม T. Boveri ค้นพบว่าตัวอ่อนของเม่นทะเล Paracentrotus lividusสามารถพัฒนาได้ตามปกติก็ต่อเมื่อมีโครโมโซมอย่างน้อยหนึ่งชุด แต่มีโครโมโซมครบชุด นอกจากนี้ เขายังพบว่าโครโมโซมต่างกันในองค์ประกอบไม่เหมือนกัน W. Setton ศึกษา gametogenesis ใน acridoids แบรคีสโตลา มักนาและตระหนักว่าพฤติกรรมของโครโมโซมระหว่างไมโอซิสและระหว่างการปฏิสนธินั้นอธิบายรูปแบบของความแตกต่างของปัจจัยเมนเดเลียนและการก่อตัวของการผสมผสานใหม่ได้อย่างเต็มที่

การทดลองยืนยันแนวคิดเหล่านี้และการกำหนดทฤษฎีโครโมโซมขั้นสุดท้ายเกิดขึ้นในช่วงไตรมาสแรกของศตวรรษที่ 20 โดยผู้ก่อตั้งพันธุศาสตร์คลาสสิกซึ่งทำงานในสหรัฐอเมริกากับแมลงวันผลไม้ ( ง. melanogaster): ที. มอร์แกน, ซี. บริดเจส ( ซี.บี. บริดเจส), A. สจ๊วต ( A. H. Sturtevant) และ G. Möller บนพื้นฐานของข้อมูลของพวกเขาพวกเขากำหนด "ทฤษฎีโครโมโซมของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม" ตามที่การส่งข้อมูลทางพันธุกรรมเกี่ยวข้องกับโครโมโซมซึ่งยีนมีตำแหน่งเชิงเส้นในลำดับที่แน่นอน การค้นพบนี้เผยแพร่ในปี พ.ศ. 2458 ใน กลไกการถ่ายทอดทางพันธุกรรม Mendelian

ในปี 1933 ที. มอร์แกนได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์จากการค้นพบบทบาทของโครโมโซมในการถ่ายทอดทางพันธุกรรม

โครโมโซมยูคาริโอต

พื้นฐานของโครโมโซมคือโมเลกุลขนาดใหญ่เชิงเส้น (ไม่ปิดในวงแหวน) ของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) ที่มีความยาวมาก (ตัวอย่างเช่น ในโมเลกุลดีเอ็นเอของโครโมโซมมนุษย์ มีเบสไนโตรเจนอยู่ 50 ถึง 245 ล้านคู่) ในรูปแบบที่ยืดออก ความยาวของโครโมโซมของมนุษย์สามารถเข้าถึงได้ถึง 5 ซม. นอกจากนี้โครโมโซมยังมีโปรตีนพิเศษห้าชนิด ได้แก่ H1, H2A, H2B, H3 และ H4 (ฮิสโตนที่เรียกว่า) และจำนวนที่ไม่ใช่ โปรตีนฮิสโตน ลำดับกรดอะมิโนของฮิสโตนได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดีและแทบไม่แตกต่างกันในกลุ่มสิ่งมีชีวิตต่างๆ

การหดตัวเบื้องต้น

การหดตัวของโครโมโซม (X. p. ) ซึ่งเซนโทรเมียร์ถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นและแบ่งโครโมโซมออกเป็นแขน

ข้อ จำกัด รอง

ลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่ช่วยให้คุณระบุโครโมโซมแต่ละตัวในชุดได้ พวกเขาแตกต่างจากการหดตัวหลักในกรณีที่ไม่มีมุมที่เห็นได้ชัดเจนระหว่างส่วนของโครโมโซม การหดตัวทุติยภูมินั้นสั้นและยาวและมีการแปลที่จุดต่าง ๆ ตามความยาวของโครโมโซม ในมนุษย์มีโครโมโซม 9, 13, 14, 15, 21 และ 22

ประเภทของโครงสร้างโครโมโซม

โครงสร้างโครโมโซมมีสี่ประเภท:

• telocentric(โครโมโซมรูปแท่งที่มีเซนโทรเมียร์อยู่ที่ปลายใกล้เคียง);
• acrocentric(โครโมโซมรูปแท่งที่มีแขนที่สองสั้นมากแทบจะมองไม่เห็น);
• submetacentric(มีไหล่ยาวไม่เท่ากัน มีรูปร่างคล้ายตัวอักษร L)
• metacentric(โครโมโซมรูปตัววีที่มีแขนยาวเท่ากัน)

ประเภทของโครโมโซมจะคงที่สำหรับโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันแต่ละโครโมโซมและอาจคงที่ในสมาชิกทั้งหมดของสปีชีส์หรือสกุลเดียวกัน

ดาวเทียม (ดาวเทียม)

ดาวเทียม- นี่คือร่างกายที่โค้งมนหรือยาว แยกออกจากส่วนหลักของโครโมโซมโดยโครโมโซมเส้นบาง ๆ มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันหรือเล็กกว่าโครโมโซมเล็กน้อย โครโมโซมที่มีคู่กันมักเรียกว่าโครโมโซม SAT รูปร่าง ขนาดของดาวเทียมและเกลียวที่เชื่อมต่อกันจะคงที่สำหรับโครโมโซมแต่ละตัว

โซนนิวเคลียส

โซนของนิวเคลียส ( ผู้จัดงานนิวเคลียส) เป็นพื้นที่พิเศษที่เกี่ยวข้องกับลักษณะของการหดตัวทุติยภูมิ

โครโมนีมา

โครโมนมีเป็นโครงสร้างเป็นเกลียวที่สามารถมองเห็นได้ในโครโมโซมที่สลายตัวผ่านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน มันถูกพบครั้งแรกโดย Baranetsky ในปี 1880 ในโครโมโซมของเซลล์อับเรณู Tradescantia คำนี้ถูกนำมาใช้โดย Veydovsky โครโมนีมาอาจประกอบด้วยสอง สี่เส้น หรือมากกว่านั้น ขึ้นอยู่กับวัตถุที่กำลังศึกษา เกลียวเหล่านี้มีลักษณะเป็นเกลียวสองประเภท:

• paranemic(องค์ประกอบของเกลียวแยกได้ง่าย);
• plectonemic(ด้ายพันกันแน่น)

การจัดเรียงใหม่ของโครโมโซม

การละเมิดโครงสร้างของโครโมโซมเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเองหรือกระตุ้น (เช่น หลังจากการฉายรังสี)

• การกลายพันธุ์ของยีน (จุด) (การเปลี่ยนแปลงในระดับโมเลกุล);
• ความผิดปกติ (การเปลี่ยนแปลงด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่มองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง):

โครโมโซมยักษ์

โครโมโซมดังกล่าวซึ่งมีขนาดใหญ่สามารถสังเกตได้ในบางเซลล์ในบางช่วงของวัฏจักรเซลล์ ตัวอย่างเช่น พบในเซลล์ของเนื้อเยื่อบางชนิดของตัวอ่อนแมลงดิปเทอแรน (โครโมโซมโพลิทีน) และในเซลล์ไข่ของสัตว์มีกระดูกสันหลังและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังต่างๆ (โครโมโซมพู่กัน) เป็นการเตรียมโครโมโซมยักษ์ที่สามารถเปิดเผยสัญญาณของกิจกรรมของยีนได้

โครโมโซมโพลีทีน

Balbiani ถูกค้นพบครั้งแรกใน th แต่บทบาททางเซลล์ของพวกมันถูกระบุโดย Kostov, Paynter, Geitz และ Bauer มีอยู่ในเซลล์ของต่อมน้ำลาย ลำไส้ หลอดลม ไขมันในร่างกาย และหลอดเลือดของมัลพิเจียนของตัวอ่อน Diptera

โครโมโซมพู่กัน

มีหลักฐานการมีอยู่ของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ DNA ของนิวคลีออยด์ในแบคทีเรีย แต่ไม่พบฮิสโตนในพวกมัน

โครโมโซมของมนุษย์

เซลล์โซมาติกของมนุษย์แต่ละเซลล์ที่มีนิวคลีเอตประกอบด้วยโครโมโซมเชิงเส้น 23 คู่ รวมทั้งสำเนาดีเอ็นเอของไมโตคอนเดรียจำนวนมาก ตารางด้านล่างแสดงจำนวนยีนและเบสในโครโมโซมของมนุษย์

วันนี้เราจะมาวิเคราะห์คำถามที่น่าสนใจเกี่ยวกับชีววิทยาของหลักสูตรของโรงเรียน ได้แก่ ประเภทของโครโมโซม โครงสร้าง หน้าที่ดำเนินการ และอื่นๆ

ก่อนอื่นคุณต้องเข้าใจก่อนว่ามันคืออะไร โครโมโซม? ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่จะเรียกองค์ประกอบโครงสร้างของนิวเคลียสในเซลล์ยูคาริโอต มันคืออนุภาคเหล่านี้ที่มี DNA หลังมีข้อมูลทางพันธุกรรมที่ส่งจากสิ่งมีชีวิตของพ่อแม่ไปยังลูกหลาน สิ่งนี้เป็นไปได้ด้วยความช่วยเหลือของยีน (หน่วยโครงสร้างของ DNA)

ก่อนที่เราจะพิจารณาประเภทของโครโมโซมโดยละเอียด จำเป็นต้องทำความคุ้นเคยกับปัญหาบางประการก่อน ตัวอย่างเช่นทำไมพวกเขาถึงถูกเรียกโดยคำนี้? ย้อนกลับไปในปี 1888 นักวิทยาศาสตร์ W. Waldeyer ได้ตั้งชื่อให้พวกเขา หากแปลจากภาษากรีก เราจะได้สีและร่างกายตามตัวอักษร มันเกี่ยวอะไรด้วย? คุณสามารถหาได้ในบทความ เป็นที่น่าสนใจมากเช่นกันที่โครโมโซมมักถูกเรียกว่า DNA ทรงกลมในแบคทีเรีย และนี่คือความจริงที่ว่าโครงสร้างของโครโมโซมหลังและยูคาริโอตนั้นแตกต่างกันมาก

เรื่องราว

ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนสำหรับเราว่าโครงสร้างที่เป็นระเบียบของ DNA และโปรตีน ซึ่งมีอยู่ในเซลล์ เรียกว่าโครโมโซม เป็นเรื่องที่น่าสนใจมากที่ DNA ชิ้นหนึ่งประกอบด้วยยีนจำนวนมากและองค์ประกอบอื่นๆ ที่เข้ารหัสข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต

ก่อนพิจารณาประเภทของโครโมโซม เราขอเสนอให้พูดคุยเล็กน้อยเกี่ยวกับประวัติความเป็นมาของการพัฒนาอนุภาคเหล่านี้ ดังนั้น การทดลองที่นักวิทยาศาสตร์ชื่อ Theodore Boveri เริ่มดำเนินการในช่วงกลางทศวรรษ 1880 ได้แสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างโครโมโซมกับการถ่ายทอดทางพันธุกรรม ในเวลาเดียวกัน Wilhelm Roux ได้เสนอทฤษฎีต่อไปนี้ - แต่ละโครโมโซมมีภาระทางพันธุกรรมที่แตกต่างกัน ทฤษฎีนี้ได้รับการทดสอบและพิสูจน์โดย Theodore Boveri

ขอบคุณงานของ Gregor Mendel ในปี 1900 Boveri สามารถติดตามความสัมพันธ์ระหว่างกฎของการสืบทอดและพฤติกรรมของโครโมโซม การค้นพบของ Boveri สามารถมีอิทธิพลต่อนักเซลล์วิทยาต่อไปนี้:

• เอ็ดมันด์ บีเชอร์ วิลสัน
• วอลเตอร์ ซัตตัน.
• จิตรกรธีโอฟิลัส.

งานของ Edmund Wilson คือการเชื่อมโยงทฤษฎีของ Boveri และ Sutton ซึ่งอธิบายไว้ในหนังสือ The Cell in Development and Inheritance งานนี้ตีพิมพ์เมื่อราวปี ค.ศ. 1902 และเกี่ยวข้องกับทฤษฎีโครโมโซมของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม

กรรมพันธุ์

และอีกหนึ่งนาทีของทฤษฎี ในงานเขียนของเขา นักวิจัยวอลเตอร์ ซัตตัน สามารถค้นหาจำนวนโครโมโซมที่ยังคงอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ มีการกล่าวก่อนหน้านี้แล้วว่านักวิทยาศาสตร์ถือว่าอนุภาคเหล่านี้เป็นพาหะของข้อมูลทางพันธุกรรม นอกจากนี้ วอลเตอร์พบว่าโครโมโซมทั้งหมดประกอบด้วยยีน ดังนั้นพวกมันจึงเป็นสาเหตุของปัญหาอย่างแม่นยำซึ่งคุณสมบัติและหน้าที่ของผู้ปกครองถูกส่งไปยังลูกหลาน

ในขณะเดียวกัน Theodore Boveri ก็เป็นผู้ดำเนินการ ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองได้ตรวจสอบคำถามจำนวนหนึ่ง:

• การส่งข้อมูลทางพันธุกรรม
• การกำหนดบทบัญญัติหลักเกี่ยวกับบทบาทของโครโมโซม

ทฤษฎีนี้เรียกว่าทฤษฎีโบเวรี-ซัตตัน การพัฒนาเพิ่มเติมได้ดำเนินการในห้องปฏิบัติการของ Thomas Morgan นักชีววิทยาชาวอเมริกัน นักวิทยาศาสตร์ร่วมกันสามารถ:

• สร้างรูปแบบของการวางยีนในองค์ประกอบโครงสร้างเหล่านี้
• พัฒนาฐานเซลล์

โครงสร้าง

ในส่วนนี้ เราขอเสนอให้พิจารณาโครงสร้างและประเภทของโครโมโซม เรากำลังพูดถึงเซลล์โครงสร้างที่เก็บและส่งข้อมูลทางพันธุกรรม โครโมโซมทำมาจากอะไร? จากดีเอ็นเอและโปรตีน นอกจากนี้ ส่วนประกอบของโครโมโซมยังสร้างโครมาตินอีกด้วย โปรตีนมีบทบาทสำคัญในการบรรจุ DNA ในนิวเคลียสของเซลล์

เส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลางไม่เกิน 5 ไมครอน และ DNA ถูกบรรจุลงในแกนอย่างสมบูรณ์ ดังนั้น DNA ในนิวเคลียสจึงมีโครงสร้างเป็นวงซึ่งมีโปรตีนรองรับ หลังในเวลาเดียวกันรับรู้ลำดับของนิวคลีโอไทด์สำหรับการบรรจบกันของพวกมัน หากคุณกำลังจะศึกษาโครงสร้างของโครโมโซมภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เวลาที่ดีที่สุดสำหรับสิ่งนี้คือเมตาเฟสของไมโทซิส

โครโมโซมมีรูปร่างเป็นแท่งเล็ก ๆ ซึ่งประกอบด้วยโครมาทิดสองอัน หลังถูกถือโดยเซนโทรเมียร์ สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตด้วยว่าโครมาทิดแต่ละตัวประกอบด้วยลูปโครมาติน โครโมโซมทั้งหมดสามารถอยู่ในสถานะใดสถานะหนึ่งจากสองสถานะ:

• คล่องแคล่ว;
• ไม่ใช้งาน

แบบฟอร์ม

ตอนนี้เราจะพิจารณาโครโมโซมประเภทที่มีอยู่ ในส่วนนี้ คุณจะพบว่าอนุภาคเหล่านี้มีรูปแบบใดบ้าง

โครโมโซมทั้งหมดมีโครงสร้างเป็นของตัวเอง คุณสมบัติที่โดดเด่นคือคุณสมบัติการระบายสี หากคุณกำลังศึกษาลักษณะทางสัณฐานวิทยาของโครโมโซม มีสิ่งสำคัญบางประการที่ควรคำนึงถึง:

• ที่ตั้งของเซนโทรเมียร์
• ความยาวไหล่และตำแหน่ง

ดังนั้นจึงมีโครโมโซมประเภทหลักดังต่อไปนี้:

• โครโมโซม metacentric (ลักษณะเด่นของพวกเขาคือตำแหน่งของ centromere ตรงกลางรูปแบบนี้เรียกอีกอย่างว่าแขนเท่ากัน);
• submetacentric (ลักษณะเด่นคือการกระจัดของการรัดที่ด้านใดด้านหนึ่งชื่ออื่นคือไหล่ไม่เท่ากัน);
• acrocentric (ลักษณะเด่นคือตำแหน่งของ centromere ที่ปลายโครโมโซมเกือบด้านหนึ่ง อีกชื่อหนึ่งคือรูปแท่ง);
• จุด (พวกเขาได้ชื่อดังกล่าวเนื่องจากรูปร่างของพวกเขายากที่จะกำหนดซึ่งสัมพันธ์กับขนาดที่เล็ก)

ฟังก์ชั่น

โดยไม่คำนึงถึงชนิดของโครโมโซมในมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ อนุภาคเหล่านี้ทำหน้าที่แตกต่างกันมากมาย สิ่งที่อยู่ในความเสี่ยงสามารถอ่านได้ในส่วนนี้ของบทความนี้

• ในการจัดเก็บข้อมูลทางกรรมพันธุ์ โครโมโซมเป็นพาหะของข้อมูลทางพันธุกรรม
• ในการถ่ายทอดข้อมูลทางกรรมพันธุ์ ข้อมูลทางพันธุกรรมถูกส่งโดยการจำลองแบบของโมเลกุลดีเอ็นเอ
• ในการดำเนินการตามข้อมูลทางพันธุกรรม ต้องขอบคุณการสืบพันธุ์ของ i-RNA ชนิดหนึ่งหรืออีกชนิดหนึ่ง และด้วยเหตุนี้ โปรตีนชนิดใดชนิดหนึ่งหรืออีกชนิดหนึ่ง การควบคุมจึงถูกดำเนินการเหนือกระบวนการที่สำคัญทั้งหมดของเซลล์และสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

ดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอ

เรามาดูว่ามีโครโมโซมประเภทใดอยู่ ตอนนี้เรามาดูการศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับคำถามเกี่ยวกับบทบาทของ DNA และ RNA สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่ากรดนิวคลีอิกเป็นส่วนประกอบประมาณห้าเปอร์เซ็นต์ของมวลเซลล์ พวกมันดูเหมือนเราเป็นโมโนนิวคลีโอไทด์และโพลีนิวคลีโอไทด์

กรดนิวคลีอิกเหล่านี้มีสองประเภท:

• DNA ซึ่งย่อมาจากกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก
• RNA ถอดรหัส - กรดไรโบนิวคลีอิก

นอกจากนี้ สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าโพลีเมอร์เหล่านี้ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ กล่าวคือ โมโนเมอร์ โมโนเมอร์เหล่านี้ทั้งใน DNA และ RNA มีโครงสร้างคล้ายกัน นิวคลีโอไทด์แต่ละตัวยังประกอบด้วยองค์ประกอบหลายอย่าง หรือมากกว่า สาม เชื่อมต่อถึงกันด้วยพันธะที่แข็งแรง

ตอนนี้เล็กน้อยเกี่ยวกับบทบาททางชีววิทยาของ DNA และ RNA ในการเริ่มต้น สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่า RNA สามประเภทสามารถเกิดขึ้นได้ในเซลล์:

• ข้อมูล (การลบข้อมูลจาก DNA ทำหน้าที่เป็นเมทริกซ์สำหรับการสังเคราะห์โปรตีน);
• การขนส่ง (มีกรดอะมิโนสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน);
• ไรโบโซม (มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โปรตีน, การก่อตัวของโครงสร้างของไรโบโซม)

ดีเอ็นเอมีหน้าที่อะไร? อนุภาคเหล่านี้เก็บข้อมูลการถ่ายทอดทางพันธุกรรม ส่วนของสายโซ่นี้มีลำดับเบสพิเศษของไนโตรเจน ซึ่งมีหน้าที่ในการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม นอกจากนี้ บทบาทของ DNA ยังอยู่ในการถ่ายโอนคุณสมบัติเหล่านี้ในระหว่างกระบวนการแบ่งเซลล์ ด้วยความช่วยเหลือของ RNA ในเซลล์ การสังเคราะห์ RNA จะดำเนินการเนื่องจากการสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้น

ชุดโครโมโซม

เรากำลังดูประเภทของโครโมโซม ชุดของโครโมโซม เรามาพิจารณาโดยละเอียดเกี่ยวกับปัญหาชุดโครโมโซม

จำนวนขององค์ประกอบเหล่านี้เป็นลักษณะเฉพาะของสปีชีส์ ตัวอย่างเช่น บินแมลงหวี่ เธอมีทั้งหมดแปดตัว และบิชอพมีสี่สิบแปด ร่างกายมนุษย์มีโครโมโซมสี่สิบหก เราดึงความสนใจของคุณไปที่ความจริงที่ว่าจำนวนของเซลล์ทั้งหมดของร่างกายเท่ากัน

นอกจากนี้ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่ามีชุดโครโมโซมที่เป็นไปได้สองประเภท:

• ซ้ำ (ลักษณะของเซลล์ยูคาริโอตเป็นชุดที่สมบูรณ์นั่นคือ 2n มีอยู่ในเซลล์โซมาติก);
• haploid (ครึ่งหนึ่งของครบชุดเช่น n มีอยู่ในเซลล์สืบพันธุ์)

จำเป็นต้องรู้ว่าโครโมโซมก่อตัวเป็นคู่ซึ่งมีตัวแทนคล้ายคลึงกัน คำนี้หมายความว่าอย่างไร? คล้ายคลึงกันเรียกว่าโครโมโซมที่มีรูปร่าง โครงสร้าง ตำแหน่งของเซนโทรเมียร์เหมือนกัน เป็นต้น

โครโมโซมเพศ

ตอนนี้เราจะมาดูโครโมโซมชนิดต่อไป - เพศอย่างใกล้ชิด นี่ไม่ใช่หนึ่งเดียว แต่เป็นโครโมโซมคู่ ซึ่งต่างกันในเพศชายและเพศหญิงในสายพันธุ์เดียวกัน

ตามกฎแล้ว หนึ่งในสิ่งมีชีวิต (ชายหรือหญิง) เป็นเจ้าของโครโมโซม X ที่ค่อนข้างใหญ่สองอันที่เหมือนกัน ในขณะที่จีโนไทป์คือ XX เพศตรงข้ามแต่ละคนมีโครโมโซม X หนึ่งอันและโครโมโซม Y ที่เล็กกว่าเล็กน้อย จีโนไทป์คือ XY สิ่งสำคัญที่ต้องสังเกตด้วยว่าในบางกรณี การก่อตัวของเพศชายจะเกิดขึ้นในกรณีที่ไม่มีโครโมโซมตัวใดตัวหนึ่ง นั่นคือ จีโนไทป์ X0

ออโตโซมส์

เหล่านี้เป็นอนุภาคคู่ในสิ่งมีชีวิตที่มีการกำหนดเพศของโครโมโซมซึ่งเหมือนกันสำหรับทั้งตัวผู้และตัวเมีย พูดง่ายๆ ก็คือ โครโมโซมทั้งหมด (ยกเว้นเพศ) เป็นออโตโซม

โปรดทราบว่าการมีอยู่ สำเนา และโครงสร้างไม่ได้ขึ้นอยู่กับเพศของยูคาริโอต autosomes ทั้งหมดมีหมายเลขซีเรียล ถ้าเราหาคนมา 22 คู่ (โครโมโซมสี่สิบสี่) เป็นออโตโซมและหนึ่งคู่ (สองโครโมโซม) เป็นโครโมโซมเพศ

ในปี 1989 โครโมโซมของแบคทีเรียเชิงเส้นถูกอธิบายไว้ใน spirochete Borrelia burgdorfery ซึ่งระบุโดยอิเล็กโตรโฟรีซิสในสนามไฟฟ้าแบบพัลซิ่ง ขนาดจีโนมเพียง 960 kb พบว่าโครโมโซมเชิงเส้นและแบบวงกลมมีอยู่พร้อมกันใน Agrobacterium tumefaciens และแบคทีเรียแกรมบวกในสกุล Streptomyces ที่มีหนึ่งในจีโนมของแบคทีเรียที่ใหญ่ที่สุด (ประมาณ 8000 kb) มีโครโมโซมเชิงเส้นหนึ่งโครโมโซม Rhodococcus fascians ตัวแทนของ actinomycete ดูเหมือนว่าจะมีโครโมโซมเชิงเส้น โครโมโซมเชิงเส้นในแบคทีเรียมักอยู่ร่วมกับพลาสมิดเชิงเส้นและมีการกระจายอย่างกว้างขวางในธรรมชาติ

โครโมโซมเชิงเส้นและพลาสมิดของแบคทีเรียที่มีการศึกษาดีที่สุดในสกุล Streptomyces ประกอบด้วยการทำซ้ำขั้วกลับหัว (TIRs) ซึ่งโปรตีนปลายทาง (TPs) มีการเชื่อมโยงแบบโควาเลนต์ แม้ว่าโครงสร้างดังกล่าวจะเป็นลักษณะเฉพาะของโครโมโซมของ adenoviruses และ bacteriophage psi29 Bacillus subtilis แต่กลไกของการจำลองแบบโครโมโซมของ streptomycetes นั้นแตกต่างอย่างมากจากของไวรัสจีโนม หากการสังเคราะห์ DNA ในไวรัสเริ่มต้นที่ส่วนท้ายของโครโมโซมโดยใช้ TP ที่จับกับนิวคลีโอไทด์เป็นเมล็ดและดำเนินต่อไปตลอดทั้งจีโนมจนถึงจุดสิ้นสุด การจำลองแบบของโครโมโซมและสเตรปโตไมซีตเชิงเส้นจะเริ่มจากบริเวณด้านในของ ที่มาของการจำลองแบบ oriC

การสังเคราะห์ DNA แพร่กระจายในทั้งสองทิศทางจากต้นกำเนิดของการจำลองแบบตามกลไกกึ่งอนุรักษ์นิยมมาตรฐานและสิ้นสุดที่ส่วนท้ายของโมเลกุล DNA เชิงเส้นด้วยการก่อตัวของช่องว่าง 3 "-terminal (รูปที่ I.50, a) วิธีแก้ปัญหาที่ง่ายที่สุด ปัญหาในการเติมช่องว่างนี้อาจเป็นการจำลองการเริ่มต้นโดยตรงของบริเวณเทโลเมอร์ของโครโมโซมจากโปรตีน TP ที่จับกับนิวคลีโอไทด์ที่เริ่มต้นอย่างโควาเลนต์ ซึ่งเกิดขึ้นใน adenoviruses (รูปที่ I.50, b) แท้จริงแล้ว streptomycetes ใช้ TP เพื่อทำซ้ำ telomeric อย่างไรก็ตาม ภูมิภาค กลไกของการรู้จำ telomere ในกรณีนี้แตกต่างกันมาก มีสามแบบจำลองสำหรับการอุดช่องว่างในบริเวณเทโลเมียร์ของโครโมโซมแบคทีเรียเชิงเส้น

ไม่ทราบว่าโครโมโซมแบคทีเรียเชิงเส้นมีอยู่กี่รูปแบบในธรรมชาติ ปัญหาอนุกรมวิธานที่เกี่ยวข้องกับโทโพโลยีของโครโมโซมในอาณาจักรยูแบคทีเรียยังไม่ได้รับการศึกษาเช่นกัน หากโครโมโซมแต่ละประเภทมีลักษณะเฉพาะของโดเมนอนุกรมวิธานที่แยกจากกัน ก็อาจสันนิษฐานได้ว่าโทโพโลยีของโครโมโซมมีบทบาทสำคัญในการวิวัฒนาการของแบคทีเรีย อีกทางหนึ่ง การแลกเปลี่ยนเชิงทอพอโลยีของโครโมโซมอาจเป็นเหตุการณ์ที่ค่อนข้างบ่อย และโครโมโซมเชิงเส้นและแบบวงกลมมีอยู่เฉพาะในสายพันธุ์แบคทีเรียที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดเท่านั้น ความไม่เสถียรของโครโมโซมสเตรปโตไมซีต (การก่อตัวของการลบแบบขยายและการขยายของลำดับนิวคลีโอไทด์) สัมพันธ์กับการจัดเรียงใหม่ในส่วนปลายของโครโมโซม ซึ่งบางส่วนมาพร้อมกับการก่อตัวของโครโมโซมวงแหวน

เป็นส่วนหนึ่งของ capsid

สารานุกรม YouTube

1 / 5

✪ โครโมโซม โครมาทิด โครมาติน ฯลฯ

✪ ยีน ดีเอ็นเอ และโครโมโซม

✪ เงื่อนไขที่สำคัญที่สุดของพันธุศาสตร์ loci และยีน โครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน การมีเพศสัมพันธ์และการข้ามผ่าน

✪ โรคโครโมโซม ตัวอย่างและเหตุผล วีดีโอบทเรียนชีววิทยา ป.10

✪ เทคโนโลยีเซลลูล่าร์ ดีเอ็นเอ. โครโมโซม. จีโนม โปรแกรม "ในการประมาณครั้งแรก"

คำบรรยาย

ก่อนดำดิ่งสู่กลไกการแบ่งเซลล์ ฉันคิดว่าการพูดคุยเกี่ยวกับคำศัพท์ที่เกี่ยวข้องกับดีเอ็นเอน่าจะเป็นประโยชน์ มีหลายคำและบางคำก็ฟังดูคล้ายคลึงกัน พวกเขาสามารถทำให้เกิดความสับสน อันดับแรก ฉันอยากจะพูดถึงวิธีที่ DNA สร้าง DNA มากขึ้น สร้างสำเนาของตัวมันเอง หรือสร้างโปรตีนโดยทั่วไปอย่างไร เราได้พูดถึงเรื่องนี้ในวิดีโอเกี่ยวกับ DNA แล้ว ขอผมวาดดีเอ็นเอชิ้นเล็กๆ ผมมี A, G, T ขอผมมี T สองตัว แล้วก็ C สองตัว พื้นที่เล็กๆ แบบนั้น มันดำเนินต่อไปเช่นนี้ แน่นอนว่านี่เป็นเกลียวคู่ จดหมายแต่ละฉบับสอดคล้องกับตัวมันเอง ฉันจะทาสีพวกเขาด้วยสีนี้ ดังนั้น A สอดคล้องกับ T, G สอดคล้องกับ C, (แม่นยำยิ่งขึ้น G สร้างพันธะไฮโดรเจนกับ C), T - กับ A, T - กับ A, C - กับ G, C - กับ G. เกลียวทั้งหมดนี้ยืดออกไป พูดไปในทิศทางนี้ ดังนั้นจึงมีกระบวนการที่แตกต่างกันสองสามประการที่ DNA นี้ต้องดำเนินการ หนึ่งในนั้นเกี่ยวข้องกับเซลล์ในร่างกายของคุณ คุณต้องผลิตเซลล์ผิวมากขึ้น DNA ของคุณจะต้องลอกเลียนตัวเอง กระบวนการนี้เรียกว่าการจำลองแบบ คุณกำลังเลียนแบบดีเอ็นเอ ฉันจะแสดงให้คุณเห็นการจำลอง DNA นี้จะคัดลอกตัวเองได้อย่างไร? นี่เป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุดของโครงสร้างของดีเอ็นเอ การจำลองแบบ ฉันกำลังทำให้เข้าใจง่ายขึ้น แต่แนวคิดก็คือ DNA สองสายแยกจากกัน และมันไม่ได้เกิดขึ้นด้วยตัวเอง สิ่งนี้อำนวยความสะดวกโดยมวลของโปรตีนและเอนไซม์ แต่ในรายละเอียดฉันจะพูดถึงจุลชีววิทยาในวิดีโออื่น ดังนั้นโซ่เหล่านี้จึงแยกออกจากกัน ฉันจะย้ายโซ่ที่นี่ พวกเขาแยกจากกัน ฉันจะเอาโซ่อื่น อันนี้ใหญ่เกินไป วงจรนี้จะหน้าตาประมาณนี้ พวกเขาแยกจากกัน จะเกิดอะไรขึ้นหลังจากนั้น? ฉันจะลบชิ้นส่วนพิเศษที่นี่และที่นี่ นี่คือเกลียวคู่ของเรา พวกเขาทั้งหมดเชื่อมต่อกัน เหล่านี้เป็นคู่ฐาน ตอนนี้พวกเขาแยกจากกัน แต่ละคนจะทำอะไรได้บ้างหลังจากแยกทางกัน ตอนนี้พวกเขาสามารถกลายเป็นเมทริกซ์ของกันและกันได้ ฟังนะ... ถ้าโซ่นี้เป็นของมันเอง ทันใดนั้น เบสไทมีนก็เข้ามารวมกันที่นี่ และนิวคลีโอไทด์เหล่านี้ก็เริ่มเรียงตัวกัน ไทมีนและไซโตซีน แล้วก็อะดีนีน อะดีนีน กวานีน กวานีน และมันก็เป็นไป จากนั้นในส่วนอื่น ๆ บนสายโซ่สีเขียวที่ติดอยู่กับสายสีน้ำเงินก่อนหน้านี้ สิ่งเดียวกันจะเกิดขึ้น จะมีอะดีนีน กัวนีน ไทมีน ไทมีน ไซโตซีน ไซโตซีน เกิดอะไรขึ้น? โดยการแยกและนำเบสประกอบเข้าด้วยกัน เราได้สร้างสำเนาของโมเลกุลนี้ เราจะเข้าสู่จุลชีววิทยาของสิ่งนี้ในอนาคต นี่เป็นเพียงเพื่อให้ได้แนวคิดทั่วไปว่า DNA จำลองตัวเองอย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเราดูที่ไมโทซิสและไมโอซิส ฉันสามารถพูดได้ว่า "นี่คือระยะที่เกิดการจำลองแบบ" ตอนนี้ กระบวนการอื่นที่คุณจะได้ยินมากขึ้นเกี่ยวกับ ฉันพูดถึงเขาในวิดีโอดีเอ็นเอ นี่คือการถอดความ ในวิดีโอดีเอ็นเอ ฉันไม่ได้สนใจมากนักว่า DNA จะเพิ่มตัวเองเป็นสองเท่าได้อย่างไร แต่สิ่งที่ยอดเยี่ยมอย่างหนึ่งเกี่ยวกับการออกแบบเกลียวคู่ก็คือ มันง่ายที่จะทำซ้ำตัวเอง คุณแค่แยกแถบ 2 เส้น เกลียว 2 เส้น จากนั้นพวกมันก็กลายเป็นเมทริกซ์สำหรับสายโซ่อื่น จากนั้นสำเนาก็ปรากฏขึ้น ตอนนี้ถอดความ นี่คือสิ่งที่ต้องเกิดขึ้นกับ DNA เพื่อสร้างโปรตีน แต่การถอดรหัสเป็นขั้นตอนกลาง นี่คือขั้นตอนที่คุณย้ายจาก DNA เป็น mRNA จากนั้น mRNA นี้จะออกจากนิวเคลียสของเซลล์และไปที่ไรโบโซม ฉันจะพูดถึงเรื่องนี้ในอีกไม่กี่วินาที เราก็สามารถทำได้เช่นเดียวกัน โซ่เหล่านี้จะถูกแยกออกจากกันอีกครั้งในระหว่างการถอดความ คนหนึ่งกำลังแยกจากกันที่นี่ อีกคนกำลังแยกจากกัน... และอีกคนกำลังจะจากกันที่นี่ มหัศจรรย์. การใช้โซ่เพียงครึ่งเดียวอาจสมเหตุสมผล - ฉันจะถอดหนึ่งอัน นั่นเป็นวิธีที่ เราจะถ่ายทอดส่วนสีเขียว เธออยู่ที่นั่น ฉันจะลบทั้งหมดนี้ สีผิด. ดังนั้นฉันจึงลบทั้งหมดนี้ จะเกิดอะไรขึ้นหากแทนที่จะเป็นนิวคลีโอไทด์ของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกที่จับคู่กับสายดีเอ็นเอนี้ คุณมีกรดไรโบนิวคลีอิกหรืออาร์เอ็นเอที่เป็นคู่กัน ฉันจะพรรณนาอาร์เอ็นเอในสีม่วงแดง RNA จะจับคู่กับ DNA ไทมีนที่พบใน DNA จะจับคู่กับอะดีนีน กวานีน เมื่อเราพูดถึงอาร์เอ็นเอ แทนที่จะเป็นไทมีน เราจะมียูราซิล ยูราซิล ไซโตซีน ไซโตซีน และจะดำเนินต่อไป นี่คือ mRNA ผู้ส่งสาร RNA ตอนนี้เธอกำลังแยกทาง mRNA นี้แยกและออกจากนิวเคลียส มันออกจากนิวเคลียสแล้วแปลเกิดขึ้น ออกอากาศ. ลองเขียนเทอมนี้กัน ออกอากาศ. มันมาจาก mRNA... ในวิดีโอดีเอ็นเอ ผมมี tRNA เล็กๆ RNA การถ่ายโอนเป็นเหมือนรถบรรทุกที่ขนส่งกรดอะมิโนไปยัง mRNA ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในส่วนหนึ่งของเซลล์ที่เรียกว่าไรโบโซม การแปลเกิดขึ้นจาก mRNA เป็นโปรตีน เราเคยเห็นมันเกิดขึ้น ดังนั้น จาก mRNA ไปจนถึงโปรตีน คุณมีห่วงโซ่นี้ - ฉันจะทำสำเนา ฉันจะคัดลอกทั้งห่วงโซ่ในครั้งเดียว โซ่นี้แยกออกจากกัน ออกจากแกน แล้วคุณมีรถบรรทุก tRNA เล็กๆ เหล่านี้ ซึ่งจริงๆ แล้ว ขับขึ้นไป สมมุติว่าผมมี tRNA มาดูอะดีนีน อะดีนีน กวานีน และกวานีนกัน นี่คืออาร์เอ็นเอ นี่คือโคดอน โคดอนมีเบส 3 คู่และมีกรดอะมิโนติดอยู่ คุณมีส่วนอื่นๆ ของ tRNA สมมุติว่ายูราซิล, ไซโตซีน, อะดีนีน และมีกรดอะมิโนอีกตัวติดอยู่ จากนั้นกรดอะมิโนจะรวมกันเป็นสายยาวของกรดอะมิโนซึ่งเป็นโปรตีน โปรตีนสร้างรูปร่างที่ซับซ้อนแปลก ๆ เหล่านี้ เพื่อให้แน่ใจว่าคุณเข้าใจ เราจะเริ่มต้นด้วยดีเอ็นเอ ถ้าเราทำสำเนา DNA นั่นคือการจำลองแบบ คุณกำลังเลียนแบบดีเอ็นเอ ดังนั้นถ้าเราทำสำเนา DNA นั่นคือการจำลองแบบ หากคุณเริ่มต้นด้วย DNA และสร้าง mRNA จากเทมเพลต DNA นั่นคือการถอดความ มาเขียนกันเถอะ "ถอดความ". นั่นคือคุณถอดเสียงข้อมูลจากแบบฟอร์มหนึ่งไปยังอีกรูปแบบหนึ่ง - การถอดความ ทีนี้ เมื่อ mRNA ออกจากนิวเคลียสของเซลล์... ฉันจะดึงเซลล์ขึ้นมาเพื่อดึงความสนใจไปที่มัน เราจะจัดการกับโครงสร้างเซลล์ในอนาคต หากเป็นเซลล์ทั้งหมด นิวเคลียสจะเป็นศูนย์กลาง นี่คือที่ที่ DNA ทั้งหมด การจำลองแบบและการถอดความทั้งหมดเกิดขึ้นที่นี่ จากนั้น mRNA จะออกจากนิวเคลียส และจากนั้นในไรโบโซม ซึ่งเราจะพูดถึงรายละเอียดเพิ่มเติมในอนาคต การแปลจะเกิดขึ้นและเกิดโปรตีนขึ้น ดังนั้นจาก mRNA ถึงโปรตีนคือการแปล คุณกำลังแปลจากรหัสพันธุกรรมเป็นสิ่งที่เรียกว่ารหัสโปรตีน ดังนั้นนี่คือการออกอากาศ เหล่านี้เป็นคำที่มักใช้เพื่ออธิบายกระบวนการเหล่านี้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณใช้อย่างถูกต้องโดยตั้งชื่อกระบวนการต่างๆ อีกส่วนหนึ่งของคำศัพท์ดีเอ็นเอ เมื่อฉันพบเธอครั้งแรก ฉันคิดว่าเธอสับสนมาก คำว่า "โครโมโซม" ฉันจะเขียนคำศัพท์ต่างๆ ไว้ที่นี่ คุณจะเข้าใจได้ว่ามันสับสนแค่ไหน: โครโมโซม โครมาติน และโครมาทิด โครมาติด. โครโมโซมที่เราได้พูดคุยกันไปแล้ว คุณอาจมีสายดีเอ็นเอ นี่คือเกลียวคู่ ห่วงโซ่นี้ ถ้าฉันขยายมัน จริงๆ แล้วเป็นโซ่สองสายที่ต่างกัน พวกเขามีการเชื่อมต่อคู่ฐาน ฉันแค่วาดคู่เบสที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกัน ฉันต้องการความชัดเจน: ฉันวาดเส้นสีเขียวเล็กๆ ตรงนี้ นี่คือเกลียวคู่ มันห่อหุ้มโปรตีนที่เรียกว่าฮิสโตน ฮิสโตน ให้เธอหันกลับมาแบบนี้ แบบนี้ แล้วก็แบบนี้ ที่นี่คุณมีสารที่เรียกว่าฮิสโตน ซึ่งเป็นโปรตีน ลองวาดพวกมันแบบนี้ แบบนี้. มันคือโครงสร้าง กล่าวคือ DNA ร่วมกับโปรตีนที่สร้างโครงสร้าง ทำให้มันพันรอบต่อไปเรื่อยๆ ในที่สุด ขึ้นอยู่กับช่วงชีวิตของเซลล์ โครงสร้างที่แตกต่างกันจะเกิดขึ้น และเมื่อคุณพูดถึงกรดนิวคลีอิก ซึ่งเป็น DNA และรวมเข้ากับโปรตีน คุณกำลังพูดถึงโครมาติน ดังนั้นโครมาตินก็คือ DNA บวกกับโปรตีนโครงสร้างที่ทำให้ DNA มีรูปร่างของมัน โปรตีนโครงสร้าง แนวคิดของโครมาตินถูกนำมาใช้ครั้งแรกเพราะสิ่งที่คนเห็นเมื่อมองดูเซลล์... จำได้ไหม? ทุกครั้งที่ฉันดึงนิวเคลียสของเซลล์ด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง เพื่อที่จะพูด นี่คือนิวเคลียสของเซลล์ ฉันวาดโครงสร้างที่แตกต่างกันมาก นี่คือหนึ่ง นี่คืออีกอัน บางทีเธออาจจะเตี้ยกว่า และเธอก็มีโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน ฉันวาดโครโมโซมแล้วใช่ไหม และโครโมโซมแต่ละโครโมโซมเหล่านี้ ตามที่ฉันแสดงให้เห็นในวิดีโอที่แล้ว เป็นโครงสร้างที่ยาวของดีเอ็นเอ เป็นเส้นยาวของ DNA ที่พันกันแน่น ฉันวาดมันแบบนี้ ถ้าเราซูมเข้าไป เราจะเห็นโซ่เส้นหนึ่ง และมันพันรอบตัวมันแบบนี้จริงๆ นี่คือโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันของเธอ โปรดจำไว้ว่า ในวิดีโอเรื่องความแปรปรวน ฉันพูดถึงโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน ที่กำหนดรหัสสำหรับยีนเดียวกัน แต่เป็นเวอร์ชันที่แตกต่างกันของโครโมโซม สีน้ำเงินมาจากพ่อและสีแดงมาจากแม่ แต่โดยพื้นฐานแล้วพวกมันเขียนรหัสสำหรับยีนเดียวกัน นี่คือสายใยหนึ่งที่ฉันได้มาจากพ่อที่มี DNA ของโครงสร้างนี้ เราเรียกมันว่าโครโมโซม โครโมโซมเลย ฉันต้องการชี้แจงให้กระจ่างว่า DNA ใช้รูปแบบนี้ในบางช่วงชีวิตเท่านั้นเมื่อสืบพันธุ์เอง กล่าวคือ ถูกจำลองแบบ แม่นยำยิ่งขึ้นไม่เป็นเช่นนั้น ... เมื่อเซลล์แบ่งตัว ก่อนที่เซลล์จะสามารถแบ่งตัวได้ DNA จะถือว่ารูปร่างที่กำหนดไว้อย่างดีนี้ สำหรับชีวิตส่วนใหญ่ของเซลล์ เมื่อ DNA ทำงานของมัน เมื่อมันสร้างโปรตีน หมายความว่าโปรตีนนั้นกำลังถูกคัดลอกและแปลจาก DNA มันจะไม่พับในลักษณะนั้น ถ้ามันถูกพับเก็บ มันจะเป็นเรื่องยากสำหรับระบบการจำลองและการถอดรหัสเพื่อเข้าถึง DNA สร้างโปรตีน และทำอย่างอื่น โดยปกติ DNA... ขอผมวาดนิวเคลียสอีกครั้ง ส่วนใหญ่คุณไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงทั่วไป มันบางมากจนเกลียวทั้งหมดของ DNA ถูกกระจายอย่างสมบูรณ์ในนิวเคลียส ผมวาดมันตรงนี้ อีกอันอาจอยู่ที่นี่ แล้วคุณมีโซ่ที่สั้นกว่าแบบนี้ คุณไม่สามารถแม้แต่จะเห็นเธอ ไม่ได้อยู่ในโครงสร้างที่กำหนดไว้อย่างดีนี้ มักจะมีลักษณะเช่นนี้ ให้มีห่วงโซ่สั้น ๆ เช่นนี้ คุณสามารถเห็นความยุ่งเหยิงที่คล้ายกันซึ่งประกอบด้วย DNA และโปรตีนผสมกัน นี่คือสิ่งที่คนทั่วไปเรียกว่าโครมาติน สิ่งนี้จำเป็นต้องเขียนลงไป "โครมาติน" ดังนั้น คำต่างๆ จึงอาจคลุมเครือและสับสนได้มาก แต่การใช้งานทั่วไปเมื่อคุณพูดถึงดีเอ็นเอสายเดี่ยวที่มีการกำหนดไว้อย่างดี โครงสร้างที่มีการกำหนดชัดเจนเช่นนี้ ก็คือโครโมโซม แนวคิดของ "โครมาติน" สามารถอ้างถึงโครงสร้างอย่างเช่น โครโมโซม การรวมกันของ DNA และโปรตีนที่สร้างโครงสร้างนั้น หรือถึงความผิดปกติของโครโมโซมจำนวนมากที่มี DNA นั่นคือจากโครโมโซมและโปรตีนจำนวนมากที่ผสมกัน ฉันต้องการให้สิ่งนี้ชัดเจน ตอนนี้คำต่อไป โครมาทิดคืออะไร? เผื่อว่ายังไม่ได้ทำ... จำไม่ได้ว่าติดธงหรือเปล่า โปรตีนเหล่านี้ที่ให้โครงสร้างกับโครมาตินหรือประกอบเป็นโครมาตินและยังจัดให้มีโครงสร้างเรียกว่า "ฮิสโตน" มีหลายประเภทที่มีโครงสร้างในระดับต่างๆ เราจะดูรายละเอียดเพิ่มเติมในภายหลัง แล้วโครมาทิดคืออะไร? เมื่อ DNA ทำซ้ำ... สมมุติว่าเป็น DNA ของฉัน มันอยู่ในสถานะปกติ หนึ่งรุ่นมาจากพ่อ หนึ่งรุ่นมาจากแม่ ตอนนี้มันซ้ำแล้วซ้ำเล่า เวอร์ชั่นจากพ่อก่อนจะเป็นแบบนี้ เป็นดีเอ็นเอสายใหญ่ มันสร้างเวอร์ชันอื่นของตัวเอง เหมือนกันหากระบบทำงานอย่างถูกต้อง และส่วนที่เหมือนกันนั้นจะมีลักษณะดังนี้ ในขั้นต้นพวกเขาจะแนบชิดกัน เชื่อมติดกัน ณ จุดที่เรียกว่าเซนโทรเมียร์ ตอนนี้ทั้งๆที่ฉันมีโซ่2เส้นผูกไว้ด้วยกัน สองโซ่ที่เหมือนกัน ห่วงโซ่หนึ่งที่นี่ หนึ่งที่นี่ ... แม้ว่าฉันจะทำให้มันแตกต่างออกไป โดยหลักการแล้วสิ่งนี้สามารถแสดงได้หลายวิธี นี่คือห่วงโซ่หนึ่งที่นี่ และนี่คือห่วงโซ่อื่นที่นี่ ดังนั้นเราจึงมี 2 สำเนา พวกเขาเข้ารหัสสำหรับ DNA เดียวกันทุกประการ ดังนั้น. พวกมันเหมือนกัน ฉันจึงเรียกมันว่าโครโมโซม มาเขียนมันลงไปด้วย ทั้งหมดนี้เรียกว่าโครโมโซม แต่ตอนนี้แต่ละสำเนาเรียกว่าโครมาทิด นี่คือหนึ่งโครมาทิดและนี่คืออีกอันหนึ่ง บางครั้งเรียกว่าซิสเตอร์โครมาทิด พวกมันสามารถเรียกได้ว่าเป็นโครมาทิดแฝดเพราะพวกมันมีข้อมูลทางพันธุกรรมเหมือนกัน ดังนั้นโครโมโซมนี้มี 2 โครมาทิด ก่อนการจำลองแบบ หรือก่อนการจำลองดีเอ็นเอ คุณสามารถพูดได้ว่าโครโมโซมตรงนี้มีโครมาทิดหนึ่งอัน คุณสามารถเรียกมันว่าโครมาทิดได้ แต่ไม่จำเป็นต้องเป็นเช่นนั้น ผู้คนเริ่มพูดถึงโครมาทิดเมื่อมีสองคนอยู่บนโครโมโซม เราเรียนรู้ว่าโครมาทิดทั้งสองแยกจากกันในไมโทซิสและไมโอซิส เมื่อแยกออกจากกัน จะมีสาย DNA ที่คุณเคยเรียกว่าโครมาทิด ตอนนี้คุณจะเรียกว่าโครโมโซมเดี่ยว นี่คือหนึ่งในนั้น และนี่คืออีกอันที่สามารถแตกแขนงออกไปในทิศทางนั้นได้ ฉันจะวงกลมอันนี้ด้วยสีเขียว อันนี้สามารถไปด้านนี้, และอันนี้ที่ผมวงกลมสีส้ม, ตัวอย่างเช่น, ตรงนี้ ... ตอนนี้พวกมันแยกจากกันและไม่ได้เชื่อมต่อกันด้วยเซนโทรเมียร์ สิ่งที่เราเดิมเรียกว่าโครโมโซมหนึ่งที่มีโครมาทิดสองอัน ตอนนี้ คุณเรียกโครโมโซมสองตัวแยกกัน หรือคุณอาจพูดได้ว่าตอนนี้คุณมีโครโมโซมแยกกัน 2 อัน แต่ละอันประกอบด้วยโครมาทิดหนึ่งอัน ฉันหวังว่าสิ่งนี้จะชี้แจงความหมายของคำศัพท์ที่เกี่ยวข้องกับ DNA ได้เล็กน้อย ฉันมักพบว่าพวกมันค่อนข้างสับสน แต่จะเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์เมื่อเราเริ่มไมโทซิสและไมโอซิส และฉันจะพูดถึงวิธีที่โครโมโซมกลายเป็นโครมาทิด คุณจะถามว่าโครโมโซมหนึ่งโครโมโซมกลายเป็นสองโครโมโซมได้อย่างไร และโครมาทิดกลายเป็นโครโมโซมได้อย่างไร ทุกอย่างหมุนรอบคำศัพท์ ฉันจะเลือกอีกอันหนึ่งแทนที่จะเรียกมันว่าโครโมโซมและโครโมโซมแต่ละตัวเหล่านี้ แต่นั่นคือสิ่งที่พวกเขาตัดสินใจเรียกหาเรา คุณอาจสงสัยว่าคำว่า "chromo" มาจากไหน บางทีคุณอาจรู้จักฟิล์ม Kodak รุ่นเก่าที่เรียกว่า "สีโครเมี่ยม" โดยพื้นฐานแล้ว "โครโม" หมายถึง "สี" ฉันคิดว่ามันมาจากคำภาษากรีกสำหรับสี เมื่อผู้คนมองดูนิวเคลียสของเซลล์เป็นครั้งแรก พวกเขาใช้สีย้อม และสิ่งที่เราเรียกว่าโครโมโซมถูกย้อมด้วยสีย้อม และเราสามารถเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ส่วน "โสม" มาจากคำว่า "โสม" แปลว่า "ร่างกาย" นั่นคือ เราได้ร่างกายที่มีสี ดังนั้นคำว่า "โครโมโซม" จึงถือกำเนิดขึ้น โครมาตินยังเปื้อน... ฉันหวังว่านี่จะทำให้แนวคิดของ "โครมาทิด", "โครโมโซม", "โครมาติน" กระจ่างขึ้นเล็กน้อย และตอนนี้เราพร้อมที่จะศึกษาไมโทซิสและไมโอซิสแล้ว

ประวัติการค้นพบโครโมโซม

คำอธิบายแรกของโครโมโซมปรากฏในบทความและหนังสือโดยผู้เขียนหลายคนในยุค 70 ของศตวรรษที่ 19 และให้ความสำคัญกับการค้นพบโครโมโซมสำหรับบุคคลต่างๆ ในหมู่พวกเขามีชื่อเช่น I. D. Chistyakov (1873), A. Schneider (1873), E. Strasburger (1875), O. Büchli (1876) และอื่น ๆ ส่วนใหญ่มักเรียกปีแห่งการค้นพบโครโมโซมในปี พ.ศ. 2425 และผู้ค้นพบคือนักกายวิภาคศาสตร์ชาวเยอรมัน W. Fleming ซึ่งอยู่ในหนังสือพื้นฐานของเขา "เซลล์ซับสแตนซ์ เคิร์น อุนด์ เซลล์ไทลุง"รวบรวมและปรับปรุงข้อมูลเกี่ยวกับพวกเขา เสริมผลการวิจัยของเขาเอง คำว่า "โครโมโซม" ถูกเสนอโดยนักจุลชีววิทยาชาวเยอรมัน G. Waldeyer ในปี 1888 "โครโมโซม" แท้จริงแล้วหมายถึง "ร่างกายที่มีสี" เนื่องจากสีย้อมพื้นฐานนั้นเชื่อมโยงกันอย่างดีด้วยโครโมโซม

หลังจากการค้นพบกฎของเมนเดลอีกครั้งในปี 1900 ใช้เวลาเพียงหนึ่งหรือสองปีจึงจะเห็นได้ชัดว่าโครโมโซมระหว่างไมโอซิสและการปฏิสนธิมีพฤติกรรมตรงตามที่คาดไว้จาก "อนุภาคทางพันธุกรรม" ในปี 1902 T. Boveri และในปี 1902-1903 W. Setton ( วอลเตอร์ ซัตตัน) เสนอสมมติฐานเกี่ยวกับบทบาททางพันธุกรรมของโครโมโซมอย่างอิสระ

ในปี 1933 ที. มอร์แกนได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์จากการค้นพบบทบาทของโครโมโซมในการถ่ายทอดทางพันธุกรรม

สัณฐานวิทยาของโครโมโซมเมตาเฟส

ในระยะเมตาเฟสของไมโทซิส โครโมโซมประกอบด้วยสำเนาตามยาวสองชุดที่เรียกว่าซิสเตอร์โครมาทิด ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการจำลองแบบ ในเมตาเฟสโครโมโซม ซิสเตอร์โครมาทิดเชื่อมต่อกันในภูมิภาค การหดตัวเบื้องต้นเรียกว่าเซนโทรเมียร์ เซนโทรเมียร์มีหน้าที่แยกโครมาทิดน้องสาวออกเป็นเซลล์ลูกสาวในระหว่างการแบ่งตัว ที่เซนโทรเมียร์ kinetochore ถูกประกอบเข้าด้วยกัน ซึ่งเป็นโครงสร้างโปรตีนที่ซับซ้อนที่กำหนดการยึดติดของโครโมโซมกับ microtubules ของการแบ่งแกน - การเคลื่อนไหวของโครโมโซมในไมโทซิส เซนโทรเมียร์แบ่งโครโมโซมออกเป็น 2 ส่วน เรียกว่า ไหล่. ในสปีชีส์ส่วนใหญ่ แขนสั้นของโครโมโซมเขียนแทนด้วยตัวอักษร พี, ไหล่ยาว - ตัวอักษร q. ความยาวของโครโมโซมและตำแหน่งเซนโทรเมียร์เป็นลักษณะทางสัณฐานวิทยาหลักของโครโมโซมเมตาเฟส

โครงสร้างโครโมโซมสามประเภทมีความโดดเด่นขึ้นอยู่กับตำแหน่งของเซนโทรเมียร์:

การจำแนกประเภทของโครโมโซมตามอัตราส่วนของความยาวแขนถูกเสนอในปี 1912 โดยนักพฤกษศาสตร์และนักเซลล์วิทยาชาวรัสเซีย S. G. Navashin นอกจากสามประเภทข้างต้นแล้ว S. G. Navashin ยังแยกออก telocentricโครโมโซม คือ โครโมโซมที่มีแขนเพียงข้างเดียว อย่างไรก็ตาม ตามแนวคิดสมัยใหม่ โครโมโซมแบบเทโลเซนทรัลไม่มีอยู่จริง แขนที่สอง แม้จะสั้นมากและมองไม่เห็นในกล้องจุลทรรศน์แบบธรรมดา แต่ก็มีอยู่เสมอ

ลักษณะทางสัณฐานวิทยาเพิ่มเติมของโครโมโซมบางตัวคือสิ่งที่เรียกว่า การหดตัวรองซึ่งภายนอกแตกต่างจากส่วนปฐมภูมิโดยไม่มีมุมที่เห็นได้ชัดเจนระหว่างส่วนต่างๆ ของโครโมโซม ข้อ จำกัด ทุติยภูมิมีความยาวต่างกันและสามารถระบุตำแหน่งได้หลายจุดตามความยาวของโครโมโซม ตามกฎในข้อ จำกัด รองมีออร์กาไนเซอร์นิวเคลียสที่มียีนซ้ำหลายครั้งเข้ารหัสไรโบโซมอาร์เอ็นเอ ในมนุษย์ การหดตัวทุติยภูมิที่มียีนไรโบโซมอยู่ในแขนสั้นของโครโมโซม acrocentric ซึ่งแยกส่วนโครโมโซมขนาดเล็กออกจากตัวหลักของโครโมโซมที่เรียกว่า ดาวเทียม. โครโมโซมที่มีดาวเทียมเรียกว่า SAT chromosomes (lat. SAT (กรดไซน์ Thymonucleinico)- ไม่มีดีเอ็นเอ)

การย้อมสีดิฟเฟอเรนเชียลของโครโมโซมเมตาเฟส

ด้วยการย้อมสีโครโมโซมขาวดำ (การย้อมสีอะซิโต - คาร์มีน, อะซิโต - ออร์เซียน, โฟลเกนหรือโรมานอฟสกี - เกียมซา) สามารถระบุจำนวนและขนาดของโครโมโซมได้ รูปร่างของพวกเขาถูกกำหนดโดยตำแหน่งของเซนโทรเมียร์เป็นหลักการมีอยู่ของข้อ จำกัด รองดาวเทียม ในกรณีส่วนใหญ่ สัญญาณเหล่านี้ไม่เพียงพอที่จะระบุโครโมโซมแต่ละตัวในชุดโครโมโซม นอกจากนี้ โครโมโซมที่ย้อมด้วยโมโนโครมมักจะคล้ายกันมากในทุกสปีชีส์ การย้อมสีโครโมโซมแบบดิฟเฟอเรนเชียล วิธีการต่าง ๆ ที่พัฒนาขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1970 ทำให้เซลล์พันธุศาสตร์มีเครื่องมืออันทรงพลังในการระบุโครโมโซมแต่ละตัวในภาพรวมและส่วนต่างๆ ของโครโมโซม ซึ่งจะช่วยอำนวยความสะดวกในการวิเคราะห์จีโนม

วิธีการย้อมสีแบบ Differential แบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก:

ระดับการบดอัดของ DNA โครโมโซม

พื้นฐานของโครโมโซมคือโมเลกุลดีเอ็นเอเชิงเส้นตรงที่มีความยาวมาก ในโมเลกุลดีเอ็นเอของโครโมโซมมนุษย์ มีเบสไนโตรเจนอยู่ 50 ถึง 245 ล้านคู่ ความยาวรวมของ DNA จากเซลล์มนุษย์หนึ่งเซลล์คือประมาณ 2 เมตร ในเวลาเดียวกัน นิวเคลียสของเซลล์ของมนุษย์ทั่วไป ซึ่งสามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์เท่านั้น มีปริมาตรประมาณ 110 ไมครอน และโครโมโซมไมโทติคของมนุษย์โดยเฉลี่ยไม่เกิน 5-6 ไมครอน การบดอัดสารพันธุกรรมดังกล่าวเป็นไปได้เนื่องจากการมีอยู่ในยูคาริโอตของระบบที่มีการจัดการอย่างสูงในการบรรจุโมเลกุลดีเอ็นเอ ทั้งในนิวเคลียสระหว่างเฟสและในโครโมโซมแบบมีมิติ ควรสังเกตว่าในการเพิ่มจำนวนเซลล์ในยูคาริโอตจะมีการเปลี่ยนแปลงระดับการบดอัดของโครโมโซมอย่างสม่ำเสมอ ก่อนไมโทซีส โครโมโซม DNA จะถูกบีบอัด 105 เท่าเมื่อเทียบกับความยาวเชิงเส้นของ DNA ซึ่งจำเป็นสำหรับการแยกโครโมโซมออกเป็นเซลล์ลูกสาวที่ประสบความสำเร็จ ในขณะที่ในนิวเคลียสระหว่างเฟส สำหรับกระบวนการถอดรหัสและการจำลองที่ประสบความสำเร็จ โครโมโซมจะต้องถูกย่อยสลาย ในเวลาเดียวกัน DNA ในนิวเคลียสไม่เคยถูกยืดออกจนหมดและถูกอัดแน่นในระดับหนึ่งเสมอ ดังนั้น การลดขนาดโดยประมาณระหว่างโครโมโซมในเฟสระหว่างเฟสกับโครโมโซมในไมโทซิสจึงอยู่ที่ประมาณ 2 เท่าในยีสต์และ 4-50 เท่าในมนุษย์

หนึ่งในระดับล่าสุดของบรรจุภัณฑ์ในโครโมโซมไมโทติค นักวิจัยบางคนพิจารณาระดับของสิ่งที่เรียกว่า โครโมเนมซึ่งมีความหนาประมาณ 0.1-0.3 ไมครอน เป็นผลมาจากการบดอัดเพิ่มเติม เส้นผ่านศูนย์กลางของโครมาทิดถึง 700 นาโนเมตรในช่วงเวลาของเมตาเฟส ความหนาที่มีนัยสำคัญของโครโมโซม (เส้นผ่านศูนย์กลาง 1400 นาโนเมตร) ที่ระยะเมตาเฟสช่วยให้มองเห็นได้ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง โครโมโซมควบแน่นดูเหมือนตัวอักษร X (มักมีแขนไม่เท่ากัน) เนื่องจากโครมาทิดทั้งสองที่เกิดจากการจำลองแบบเชื่อมต่อกันที่เซนโทรเมียร์ (สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับชะตากรรมของโครโมโซมระหว่างการแบ่งเซลล์ โปรดดูบทความ ไมโทซิส และ ไมโอซิส)

ความผิดปกติของโครโมโซม

Aneuploidy

ด้วย aneuploidy การเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมใน karyotype เกิดขึ้นซึ่งจำนวนโครโมโซมทั้งหมดไม่ใช่ชุดโครโมโซมเดี่ยวแบบทวีคูณ น. ในกรณีที่สูญเสียโครโมโซมหนึ่งโครโมโซมจากโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันคู่หนึ่งเรียกว่าการกลายพันธุ์ โมโนโซมิกส์ในกรณีของโครโมโซมพิเศษหนึ่งโครโมโซม จะเรียกการกลายพันธุ์ที่มีโครโมโซมคล้ายคลึงกันสามอัน ไตรโซมิกส์, ในกรณีที่สูญเสีย homologues หนึ่งคู่ - nullisomics. autosomal aneuploidy มักทำให้เกิดความผิดปกติของพัฒนาการที่สำคัญซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการทำแท้งที่เกิดขึ้นเองในมนุษย์ หนึ่งใน aneuploidies ที่มีชื่อเสียงที่สุดในมนุษย์คือ trisomy 21 ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาของดาวน์ซินโดรม Aneuploidy เป็นลักษณะของเซลล์เนื้องอกโดยเฉพาะเซลล์เนื้องอกที่เป็นของแข็ง

Polyploidy

การเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซม การทวีคูณของชุดโครโมโซมเดี่ยว ( น) เรียกว่าโพลิพลอยดี Polyploidy มีการกระจายอย่างกว้างขวางและไม่สม่ำเสมอในธรรมชาติ เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าจุลชีพโพลีพลอยด์ยูคาริโอต - เชื้อราและสาหร่าย โพลิพลอยด์มักพบในพืชดอก แต่ไม่พบในหมู่พืชยิมโนสเปิร์ม polyploidy ทั้งตัวนั้นหายากใน metazoans ถึงแม้ว่าพวกมันมักจะมี เอนโดพลอยพลอยเนื้อเยื่อที่แตกต่างกัน เช่น ตับในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เช่นเดียวกับเนื้อเยื่อในลำไส้ ต่อมน้ำลาย หลอดเลือด Malpighian ของแมลงหลายชนิด

การจัดเรียงใหม่ของโครโมโซม

การจัดเรียงใหม่ของโครโมโซม (ความผิดปกติของโครโมโซม) เป็นการกลายพันธุ์ที่ขัดขวางโครงสร้างของโครโมโซม สามารถเกิดขึ้นได้ในเซลล์ร่างกายและเซลล์สืบพันธุ์โดยธรรมชาติ หรือเป็นผลมาจากอิทธิพลภายนอก (รังสีไอออไนซ์ สารก่อกลายพันธุ์ การติดเชื้อไวรัส ฯลฯ) อันเป็นผลมาจากการจัดเรียงใหม่ของโครโมโซม ชิ้นส่วนของโครโมโซมอาจสูญหายหรือในทางกลับกัน เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า (การลบและการทำซ้ำตามลำดับ); ส่วนของโครโมโซมสามารถถ่ายโอนไปยังโครโมโซมอื่น (การโยกย้าย) หรือสามารถเปลี่ยนการวางแนวภายในโครโมโซมได้ 180° (ผกผัน) มีการจัดเรียงใหม่ของโครโมโซมอื่นๆ

โครโมโซมชนิดผิดปกติ

ไมโครโครโมโซม

บีโครโมโซม

โครโมโซม B เป็นโครโมโซมพิเศษที่พบในโครโมโซมเฉพาะในบุคคลบางกลุ่มในประชากร มักพบในพืชและพบได้ในเชื้อรา แมลง และสัตว์ โครโมโซม B บางตัวมียีน ซึ่งมักจะเป็นยีน rRNA แต่ก็ไม่ชัดเจนว่ายีนเหล่านี้ทำงานอย่างไร การปรากฏตัวของโครโมโซม B อาจส่งผลต่อลักษณะทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพืช ซึ่งการปรากฏตัวของพวกมันเกี่ยวข้องกับการมีชีวิตที่ลดลง สันนิษฐานว่าโครโมโซม B ค่อยๆ หายไปในเซลล์โซมาติกอันเป็นผลมาจากการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่ผิดปกติ

โครโมโซมโฮโลเซนทริค

โครโมโซม Holocentric ไม่มีการหดตัวหลักพวกมันมีสิ่งที่เรียกว่า kinetochore กระจาย ดังนั้นในระหว่างไมโทซิส microtubules แกนหมุนจะติดอยู่ตามความยาวทั้งหมดของโครโมโซม ระหว่างโครมาทิดไดเวอร์เจนต์กับขั้วของการแบ่งตัวในโครโมโซมแบบโฮโลเซนทริค พวกมันจะไปที่ขั้วคู่ขนานกัน ในขณะที่โครโมโซมที่มีจุดศูนย์กลางเดียว kinetochore อยู่ข้างหน้าโครโมโซมที่เหลือ ซึ่งนำไปสู่โครโมโซมแยกตัวรูปตัววีที่มีลักษณะเฉพาะ ระยะแอนนาเฟส ในระหว่างการกระจัดกระจายของโครโมโซม ตัวอย่างเช่น จากการสัมผัสกับรังสีไอออไนซ์ ชิ้นส่วนของโครโมโซมโฮโลเซนทริคจะแยกออกไปทางขั้วในลักษณะที่เป็นระเบียบ และชิ้นส่วนของโครโมโซมที่มีจุดศูนย์กลางเดียวที่ไม่มีเซนโตรเมียร์จะสุ่มกระจายระหว่างเซลล์ลูกและอาจสูญหายได้ .

โครโมโซม Holocentric พบได้ในโปรติสต์ พืช และสัตว์ ไส้เดือนฝอยมีโครโมโซมแบบโฮโลเซนทริค C. elegans .

โครโมโซมรูปแบบยักษ์

โครโมโซมโพลีทีน

โครโมโซมโพลีทีนเป็นกลุ่มโครโมโซมขนาดมหึมาที่เกิดขึ้นในเซลล์พิเศษบางประเภท อธิบายครั้งแรกโดย E. Balbiani ( เอดูอาร์-เจอราร์ด บัลเบียนี) ในปี พ.ศ. 2424 ในเซลล์ของต่อมน้ำลายของหนอนเลือด ( ชิโรโนมัส) การศึกษาของพวกเขาดำเนินต่อไปในยุค 30 ของศตวรรษที่ XX โดย Kostov, T. Paynter, E. Heitz และ G. Bauer ( Hans Bauer). โครโมโซมโพลีทีนยังพบในเซลล์ของต่อมน้ำลาย ลำไส้ หลอดลม ไขมันในร่างกาย และหลอดเลือด Malpighian ของตัวอ่อน Diptera

โครโมโซมพู่กัน

โครโมโซมหลอดแปรงเป็นโครโมโซมรูปแบบยักษ์ที่เกิดขึ้นในเซลล์เพศเมียแบบมีโอติกในช่วงไดโพทีนของการพยากรณ์ I ในสัตว์บางชนิด โดยเฉพาะสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและนกบางชนิด โครโมโซมเหล่านี้มีความกระตือรือร้นในการถอดรหัสอย่างมากและสังเกตได้ในเซลล์ไข่ที่กำลังเติบโตเมื่อกระบวนการสังเคราะห์อาร์เอ็นเอที่นำไปสู่การก่อตัวของไข่แดงมีความเข้มข้นมากที่สุด ปัจจุบันรู้จักสัตว์ 45 ชนิดในเซลล์ไข่ที่กำลังพัฒนาซึ่งสามารถสังเกตโครโมโซมดังกล่าวได้ โครโมโซม Lampbrush ไม่ได้ผลิตในเซลล์ไข่ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

โครโมโซมประเภท Lampbrush ถูกอธิบายครั้งแรกโดย W. Flemming ในปี 1882 ชื่อ "โครโมโซมพู่กัน" เสนอโดยนักเอ็มบริโอชาวเยอรมัน I. Rückert ( J. Rϋckert) ในปี พ.ศ. 2435

โครโมโซมประเภทแลมบรัชนั้นยาวกว่าโครโมโซมโพลิทีน ตัวอย่างเช่น ความยาวรวมของโครโมโซมที่ตั้งอยู่ในโอโอไซต์ของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำหางบางตัวถึง 5900 µm

โครโมโซมของแบคทีเรีย

มีหลักฐานการมีอยู่ของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ DNA ของนิวคลีออยด์ในแบคทีเรีย แต่ไม่พบฮิสโตนในพวกมัน

โครโมโซมของมนุษย์

โครโมโซมปกติของมนุษย์มี 46 โครโมโซม เหล่านี้เป็นออโตโซม 22 คู่และโครโมโซมเพศหนึ่งคู่ (XY ในโครโมโซมเพศชายและ XX ในเพศหญิง) ตารางด้านล่างแสดงจำนวนยีนและเบสในโครโมโซมของมนุษย์

ดูสิ่งนี้ด้วย

หมายเหตุ

1. ทารันทูล่า V.Z.พจนานุกรมเทคโนโลยีชีวภาพอธิบาย - M .: ภาษาของวัฒนธรรมสลาฟ 2552 - 936 หน้า - 400 เล่ม - ISBN 978-5-9551-0342-6.