За что отвечает каждая хромосома у человека. Хромосомы и здоровье человека

История открытия хромосом

Рисунок из книги В. Флемминга, изображающий разные стадии деления клеток эпителия саламандры (W. Flemming. Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung. 1882 г.)

В разных статьях и книгах приоритет открытия хромосом отдают разным людям, но чаще всего годом открытия хромосом называют 1882 год, а их первооткрывателем - немецкого анатома В. Флеминга . Однако справедливее было бы сказать, что он не открыл хромосомы, а в своей фундаментальной книге "Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung" (нем.) собрал и упорядочил сведения о них, дополнив результатами собственных исследований. Термин «хромосома» был предложен немецким гистологом Генрихом Вальдейером в 1888 году, «хромосома» в буквальном переводе означает «окрашенное тело», поскольку оснóвные красители хорошо связываются хромосомами.

Сейчас сложно сказать, кто сделал первое описание и рисунок хромосом. В 1872 году швейцарский ботаник Карл фон Нэгили опубликовал работу, в которой изобразил некие тельца, возникающие на месте ядра во время деления клетки при образовании пыльцы у лилии (Lilium tigrinum ) и традесканции (Tradescantia ). Однако его рисунки не позволяют однозначно утверждать, что К. Нэгили видел именно хромосомы. В том же 1872 году ботаник Э. Руссов привёл свои изображения деления клеток при образовании спор у папоротника из рода ужовник (Ophioglossum ) и пыльцы лилии (Lilium bulbiferum ). На его иллюстрациях легко узнать отдельные хромосомы и стадии деления. Некоторые же исследователи полагают, что первыми увидел хромосомы немецкий ботаник Вильгельм Гофмайстер задолго до К. Нэгили и Э. Руссова, ещё в 1848-1849 годах. При этом ни К. Нэгили, ни Э. Руссов, ни тем более В. Гофмейстер не осознавали значения того, что видели.

После переоткрытия в 1900 году законов Менделя потребовалось всего один-два года для того, чтобы стало ясно, что хромосомы ведут себя именно так, как это ожидалось от «частиц наследственности». В 1902 году Т. Бовери и в 1902-1903 годах У. Сеттон (Walter Sutton ) независимо друг от друга первыми выдвинули гипотезу о генетической роли хромосом. Т. Бовери обнаружил, что зародыш морского ежа Paracentrotus lividus может нормально развиваться только при наличии хотя бы одного, но полного набора хромосом. Также он установил, что разные хромосомы не идентичны по своему составу. У. Сеттон изучал гаметогенез у саранчового Brachystola magna и понял, что поведение хромосом в мейозе и при оплодотворении полностью объясняет закономерности расхождения менделевских факторов и образования их новых комбинаций.

Экспериментальное подтверждение этих идей и окончательное формулирование хромосомной теории было сделано в первой четверти XX века основателями классической генетики, работавшими в США с плодовой мушкой (D.melanogaster ): Т. Морганом , К. Бриджесом (C.B.Bridges ), А. Стёртевантом (A.H.Sturtevant ) и Г. Мёллером . На основе своих данных они сформулировали «хромосомную теорию наследственности», согласно которой передача наследственной информации связана с хромосомами, в которых линейно, в определенной последовательности, локализованы гены. Эти выводы были опубликованы в 1915 году в книге «The mechanisms of mendelian heredity» (англ.).

В 1933 году за открытие роли хромосом в наследственности Т. Морган получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине .

Хромосомы эукариот

Основу хромосомы составляет линейная (не замкнутая в кольцо) макромолекула дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) значительной длины (например, в молекулах ДНК хромосом человека насчитывается от 50 до 245 миллионов пар азотистых оснований). В растянутом виде длина хромосомы человека может достигать 5 см. Помимо неё, в состав хромосомы входят пять специализированных белков - H1, H2A, H2B, H3 и H4 (так называемые гистоны) и ряд негистоновых белков. Последовательность аминокислот гистонов высококонсервативна и практически не различается в самых разных группах организмов.

Первичная перетяжка

Хромосомная перетяжка (X. п.), в которой локализуется центромера и которая делит хромосому на плечи.

Вторичные перетяжки

Морфологический признак, позволяющий идентифицировать отдельные хромосомы в наборе. От первичной перетяжки отличаются отсутствием заметного угла между сегментами хромосомы. Вторичные перетяжки бывают короткими и длинными и локализуются в разных точках по длине хромосомы. У человека это 9, 13, 14, 15, 21 и 22 хромосомы.

Типы строения хромосом

Различают четыре типа строения хромосом:

• телоцентрические (палочковидные хромосомы с центромерой, расположенной на проксимальном конце);
• акроцентрические (палочковидные хромосомы с очень коротким, почти незаметным вторым плечом);
• субметацентрические (с плечами неравной длины, напоминающие по форме букву L);
• метацентрические (V-образные хромосомы, обладающие плечами равной длины).

Тип хромосом является постоянным для каждой гомологичной хромосомы и может быть постоянным у всех представителей одного вида или рода .

Спутники (сателлиты)

Сателлит - это округлое или удлинённое тельце, отделённое от основной части хромосомы тонкой хроматиновой нитью, по диаметру равный или несколько меньший хромосоме. Хромосомы, обладающие спутником принято обозначать SAT-хромосомами. Форма, величина спутника и связывающей его нити постоянны для каждой хромосомы.

Зона ядрышка

Зоны ядрышка (организаторы ядрышка ) - специальные участки, с которыми связано появление некоторых вторичных перетяжек.

Хромонема

Хромонема - это спиральная структура, которую удаётся увидеть в декомпактизованных хромосомах через электронный микроскоп. Впервые наблюдалась Баранецким в 1880 году в хромосомах клеток пыльников традесканции , термин ввёл Вейдовский. Хромонема может состоять из двух, четырёх и более нитей, в зависимости от исследуемого объекта. Эти нити образуют спирали двух типов:

• паранемическую (элементы спирали легко разъединить);
• плектонемическую (нити плотно переплетаются).

Хромосомные перестройки

Нарушение структуры хромосом происходит в результате спонтанных или спровоцированных изменений (например, после облучения).

• Генные (точковые) мутации (изменения на молекулярном уровне);
• Аберрации (микроскопические изменения, различимые при помощи светового микроскопа):

Гигантские хромосомы

Такие хромосомы, для которых характерны огромные размеры, можно наблюдать в некоторых клетках на определённых стадиях клеточного цикла . Например, они обнаруживаются в клетках некоторых тканей личинок двукрылых насекомых (политенные хромосомы) и в ооцитах различных позвоночных и беспозвоночных (хромосомы типа ламповых щёток). Именно на препаратах гигантских хромосом удалось выявить признаки активности генов .

Политенные хромосомы

Впервые обнаружены Бальбиани в -го, однако их цитогенетическая роль была выявлена Костовым, Пайнтером, Гейтцем и Бауером. Содержатся в клетках слюнных желёз , кишечника , трахей , жирового тела и мальпигиевых сосудов личинок двукрылых .

Хромосомы типа ламповых щёток

Имеются данные о наличии у бактерий белков, связанных с ДНК нуклеоида , но гистонов у них не обнаружено.

Хромосомы человека

В каждой ядросодержащей соматической клетке человека содержится 23 пары линейных хромосом, а также многочисленные копии митохондриальной ДНК . В нижеприведённой таблице показано число генов и оснований в хромосомах человека.

Уважаемый Александр Степанович!

Прослушав аудиофайл Вашего сеанса, у меня возникли сомнения по поводу сказанного Вами на счет каналов, и я была бы благодарна, если бы Вы смогли бы развеять их. До сих пор мне все нравилось на Ваших сеансах, но эта информация почему-то не согласуется моими чувствами.
Я вполне допускаю, что некоторые из каналов являются вредоносными, но мысль о том, что вредоносными являются все, не согласуется с моим мироощущением.
Ведь что такое канал – это излучение определенных частот. Но ведь в нашем мире, все работает на определенном диапазоне частот. Взять хотя бы людей – каждый человек излучает вполне определенные частоты. Или взять любое физическое явление – телефоны, телевизоры – все работает на определенных каналах, частотах. Ничто в нашем мире не работает во всем диапазоне частот, существующих во Вселенной.
Когда человек интересуется различными вещами, в том числе тонкоматериальными энергиями, я думаю, что это хорошо, потому что таким образом происходит развитие человека. Ваш сайт я нашла, пройдя по ссылкам с сайта http://www.sestrasveta.narod.ru/1.htm (послания вознесенных учителей). На этом сайте выкладываются послания вознесенных учителей и даются ключи для пользования определенными видами энергий (энергия для восстановления здоровья, энергия свершения, энергия самоисцеления, энергии голубого и синего огня и др.). При этом в некоторых практиках используются определенные положения рук, используемые в рейки и о рейки говорится в положительном ключе. Но, получается, если бы я не интересовалась всеми этими вещами, я и на Ваш сайт бы не вышла.
На Ваших сеансах Вы сами говорите о том, что сейчас на Землю поступают новые энергии, что Вы их чувствуете. Но раз до сих пор этих энергий на Земле не было, значит эти новые энергии тоже содержат в себе не весь существующий во Вселенной диапазон частот, а весьма определенный диапазон, т.е. эти энергии тоже работают в определенном канале.
Кроме того, как мне кажется, если на человека обрушить весь диапазон частот, который существует, человек просто не выдержит, поэтому новые энергии поступают на Землю дозированно и постепенно.
Интересуясь тонкоматериальными вещами, меня в последнее время все чаще и чаще смущает, что основатели определенных течений частенько отзываются друг о друге негативно. Например, мне нравится, то что делает Сергей Николаевич Лазарев. Основная его мысль – что все есть любовь и только через любовь можно познать верное направление в жизни. Но когда спрашивают его о мнение о других, то я ни разу не слышала, чтобы он отозвался положительно. Но ведь так не бывает, чтобы был прав только один человек, чтобы было верно только одно какое-то направление (течение). Мне гораздо ближе мысль о том, что нет неправильных путей, что все мы движемся к истине каждый своим путем.
Я еще раз повторяюсь, что вполне допускаю наличие определенных вредоносных каналов, но тогда мне бы хотелось услышать о других течениях, которые исходят от света. И еще хотелось бы понять, как отличить одно от другого, не обладая ясновидением.
Александр Степанович! Я была бы благодарна Вам, если бы Вы смогли развеять мои сомнения. И я очень благодарна Вам и Светлане за помощь и поддержку во время болезни дочери.

С любовью и благодарностью, Мария.

• Каждый из духовных вестников имеет определённую степень приближения к истине. Это ступеньки в познании истины. Чем выше ступенька, тем меньше искажений и обмана, далеко не всегда преднамеренного. Сказано: «по делам их узнаете их», вот отсюда и надо исходить. Если люди только говорят — не верьте им — это словоблудие, если обозначают себя великими — не верьте им — это их гордыня, доверяйте только собственному сердцу и делам человеческим, как фактам, подтверждающим истинность слов говорящего. На аудиофайл попала информация для служебного пользования. Она была для тех, кто давно посещает сеансы. Вот ДЛЯ НИХ любые каналы являются загрязняющими, потому что они уже дообманывались в этом мире и проработали вразумление каналами. Чтобы познавать добро, надо приобрести и опыт зла, на котором как на фундаменте строить себя обновлённого, кто ещё не успел достроить свой фундамент на основе познания зла, тому вразумляющее действие каналов нужно. У Вас недоработка составляет 6%, отсюда и эти сомнения.
  Много людей по их просьбе мне приходилось вычищать и избавлять от вредоносного действия после подключения к каналам и приходит много вопросов по поводу чистоты определённых каналов. Все просмотренные мной каналы имеют большую или меньшую степень загрязнения, которая, в связи с происходящим сейчас быстрым высветлением человечества, всегда загрязняюща относительно среднего уровня загрязнения духа современных людей. Это не только загрязнение — это ещё и энергетический вампиризм каналов.
  Энергии же Света — это гармоничный с энергиями Святого Духа аккорд. Это разные вещи. Для более полного понимания напишу статью.
  Вам же нужно сделать следующее. Расположить диски на столе вертикально, один в 25 см от другого соосно (это дисковый усилитель для более глубинной проработки) и направить на сердечную чакру. Руки ладонями направить на диски и постараться войти с ними в резонанс — почувствовать энергию. Произнести афирмацию:
  Я, своей свободной волей запускаю быструю проработку моим подсознанием вразумляющего действия последовательно, начиная с самого загрязнённого всех недоусвоенных мной энергетических каналов по всем моим воплощениям, во всех мерностях моего пребывания. Результат усваиваю как опыт и произвожу через своё сознание выправление себя и своего мировосприятия. Приношу любовь и благодарность за освобождение меня от проработки вразумления каналами на материальном уровне и избавление от их загрязнений.
  Процесс требует времени. Попробуйте сосредоточиться на нём минут на 20 — 30. Прислушайтесь к ощущениям. В зависимости от загрязнения и типа прорабатываемого вразумляющего канала ощущения могут быть разными, например металлический привкус во рту, что всегда говорит о проработке негатива. Повторите через некоторое время или на следующий день ещё 2…3 раза, пока не прекратятся ощущения после запуска проработки. На сеансе 26 апреля включу эту проработку в план сеанса
  Такой работой Вы сбережёте себе значительное время и избежите загрязнения каналами, которые, в противном случае, Вам пришлось бы проходить «вживую» и они Вас обязательно притянули бы для этого.

Александр Степанович здравствуйте!
Хотелось бы узнать Ваше мнение относительно возможных закономерностей или отсутствия таковых.
Проживая в г.Москва бываю у родителей (Наталья,Алексей) на юге. Стал замечать, что после а теперь и во время прибывания возникает почечная колика (?) в виде «блокировки»спины (можно ходить,не более). По возвращению-рассасывается.
К этому прибавилось (на мой взгляд необаснованная) агресия и упреки, усилевшиеся в последнее время. Со многим я согласен, реагирую с любовью. Не хочу давать оценку, но присутствует перекос в материальную сторону.
Есть ли связь возникающего недомогания с моими приездами, или это возможный результат изменения качества воды, возраст и т.п.
Как отражается на близких родственниках взаимовлияние друг на друга (состояние КР и СВЧ каждого), как и стоит ли «просвещать» если нет интереса и понимания, а в основе только страхи.
Каковы мои частоты, искажения, пытаюсь меняться, в чем недорабатываю.
С благодарностью за Вашу миссию и труд во благо единства!
С уважением
Андрей

• ВУС у Натальи 0,83; у Алексея 0,9; Ваш 5,5. ОВРТ соответственно 70/65/23, ВКР 12,6/12,8/16,5. Агрессией и упрёками они перекидывают на Вас свои долги по ОРК – родовые, которые Вы, как светлый представитель семьи и прорабатываете своими болями. И чем больше Вы прорабатываете их долги, тем больше негатив по отношению к Вам — они должны проходить это сами. Родители пока не способны воспринять «просвещение». Вы их потихоньку поднимаете из их болота, а они Вас пытаются затягивать в него. Можете прийти на индивидуальный сеанс. Поймите закон: если окружающие агрессируют на Вас, то, возможно, Вы передали лишней любви, заботы внимания.

Содержащие ДНК, в которой заключена наследственная информация организма (см. ). Они интенсивно окрашиваются основными красителями, поэтому немецкий ученый В. Вальдейер в 1888 г. и назвал их хромосомами (от греческих слов chroma — цвет и soma — тело). Хромосомой также часто называют кольцевую ДНК , хотя структура ее иная, чем у хромосом .

ДНК в составе хромосом может быть уложена с разной плотностью, в зависимости от их функциональной активности и стадии . В связи с этим различают два состояния хромосом — интерфазные и митотические.

Митотические хромосомы образуются в во время . Это неработающие хромосомы, и молекулы ДНК в них уложены чрезвычайно плотно. Достаточно сказать, что общая длина метафазных хромосом примерно в 10 4 раз меньше, чем длина всей ДНК, содержащейся в . Благодаря такой компактности митотических хромосом обеспечивается равномерное распределение генетического материала между дочерними при .

Интерфазными называются хромосомы (хроматин), характерные для стадии интерфазы . В отличие от митотических это работающие хромосомы: они участвуют в процессах и репликации. ДНК в них уложена менее плотно, чем в митотических хромосомах.

Помимо ДНК хромосомы содержат также двух видов — гистоны (с щелочными свойствами) и негистоновые (с кислотными свойствами), а также РНК. Гистонов всего 5 видов, негистоновых значительно больше (около сотни). прочно связаны с молекулами ДНК и образуют так называемый дезоксирибонуклеопротеиновый комплекс (ДНП). определяют, вероятно, основную укладку ДНК в хромосоме, участвуют в репликации хромосомы и регуляции .

Большинство каждого вида животных и растений имеют свой постоянный двойной (диплоидный) набор хромосом, или кариотип, который составлен из двух одинарных (гаплоидных) наборов, полученных от отца и от матери (см. , ). Он характеризуется определенным числом, размером и формой митотических хромосом.

Кариотипы разных видов животных и растений: а — речной рак (2n = 196); б — (2n = 6), в — саламандра (2n = 34); г — алоэ (семейство лилейных).

Кариотип человека (мужчина). Хромосомы расположены в порядке убывающей величины: 1—22— соматические хромосомы; XY— половые хромосомы.

Схема общей морфологии хромосом: а — метацентрическая (равноплечая) хромосома; б — субметацентрическая (неравноплечая) хромосома; в — акроцентрическая (неравноплечая) хромосома; г — хромосома, имеющая вторичную перетяжку; т — теломера; ц — центромера; яор — ядрышкообразующий район.

Хромосома при дифференциальной окраске в световом микроскопе (а) и схематическое изображение той же хромосомы (б). В плечах хромосомы видно чередование светлых и темных полос, расположенных симметрично в сестринских хроматидах.

Вид метафазной хромосомы в сканирующем электронном микроскопе. Видны фибриллы ДНП. разного диаметра. Увеличение в 20 тыс. раз.

Схема структурных уровней организации митотической хромосомы: 1 — нить ДНК; 2 — нуклеосомная фибрилла, состоящая из нуклеосом (нс); 3 — нуклеомерная фибрилла, состоящая из нуклеомеров (нм); 4 — хромонема, образованная плотно уложенными хромомерами (хм).

Слюнной железы мотыля. Увеличение в 3 тыс. раз.

У каждого растения или животного существуют характерные свойства - признаки, по которым его можно легко отличить. У растений - это форма и окраска листьев, стебля, у животных - строение тела, цвет и характер волосяного покрова и многое другое. Все эти признаки создают стройный порядок в кажущемся хаосе окружающего нас мира живых существ. Но, кроме этих легко наблюдаемых и изучаемых признаков, есть еще и другие, очень строгие и постоянные, которые помогают нам раскрывать многие запутанные тайны природы. Среди этих признаков мы находим и «героиню» нашего рассказа - .

Хромосомы - это основная структура клеточного ядра. Их число и их форма для каждого животного и растения всегда строго определенны. Например, твердые пшеницы имеют всегда 28 хромосом, мягкие - 42 хромосомы, у кукурузы - их 20, у человека - 46. Но даже в этом наборе хромосом каждая из них имеет свое «лицо». Как хороших знакомых, можно легко узнать, например, каждую хромосому человека, несмотря на то, что их довольно много.

Хромосомы имеются в ядре каждой животного или растения. Но рассмотреть их можно хорошо только тогда, когда живая клетка делится на две. В ядре покоящейся клетки - в период между - хромосомы видны плохо; в это время, которое длится от 10 до 20 часов, они находятся в состоянии наибольшего удлинения и наименьшей толщины. При подготовке клетки к делению они укорачиваются, утолщаются и выстраиваются в одной плоскости. В этот момент их и лучше всего изучать. Еще совсем недавно ученые для того, чтобы познакомиться с хромосомами, убивали клетку, а затем уже ее рассматривали. Теперь все чаще исследования проводятся на живой клетке. Наблюдая за ней, ученые снимают увлекательные фильмы, показывающее, что же происходит с хромосомами при делении клетки.

Самая яркая отличительная черта поведения хромосом при делении клетки - это абсолютно точное их распределение между двумя рождающимися дочерними клетками. Если это распределение нарушить, то изменится не только сама клетка, но и признаки целого организма. Так, нехватка лишь одной из 46 хромосом человека или наличие лишней хромосомы приводит к очень тяжелым заболеваниям - бесплодию, умственной отсталости, малому росту. В этом как раз и заключается опасность радиоактивной радиации: она вызывает резкие нарушения в строении и распределении хромосом человека и животных.

Однако, не все нарушения хромосом приводят к нежелательным для организма изменениям. Если облучить клетки в прорастающих семенах пшеницы, кукурузы или любого другого растения, то среди растений, развившихся из таких семян, можно отобрать очень полезные для человека формы с новыми, стойко передающимися по наследству признаками. Таким способом созданы новые ценные сорта сельскохозяйственных растений и высокопродуктивные формы антибиотиков.

Действуя на клетки специальными химическими веществами, можно даже сделать так, что число хромосом в клетках растений удвоится. Такое изменение оказывается очень полезным. Недавно ученые вывели новую форму сахарной свеклы с тройным набором хромосом. У нее значительно более высокая сахаристость, чем у обычной.

Все, что мы знаем о хромосомах, говорит об их тесной связи с явлениями наследственности. Химическое вещество, которое сохраняет и передает генетическую информацию, - дезоксирибонуклеиновая кислота, или сокращенно ДНК, - сосредоточено только в хромосомах. Длинные молекулы ДНК построены из специфических «кирпичей», и от того, в какой последовательности располагаются эти «кирпичи», зависят характер и свойства веществ, образующихся с помощью ДНК. В каждой хромосоме имеется определенное для данного вида число молекул ДНК. Если их вытянуть в нить, они растянутся на 10 метров. А длина самой хромосомы - всего несколько микрон.

Хромосома - неутомимый труженик. Чем активнее растет клетка, чем интенсивнее идет в ней обмен веществ, тем напряженнее «трудится» хромосома. Мы уже говорили, что основное участие в обмене веществ клетки хромосомы принимают тогда, когда клетка не делится. Хромосомы в этот период сильно раскручиваются, увеличивая во много раз свою рабочую поверхность. Ученым Б. В. Кедровскому и А. А. Прокофьевой-Бельговской удалось подробно увидеть, что происходит с хромосомой, когда клетка усиленно «работает». В этот период на ее поверхности образуется большое количество специфических веществ. Они периодически отделяются от хромосомы и уходят в , окружающую ядро живой клетки. Причем основным веществом, которое вырабатывает хромосома, является тоже нуклеиновая кислота - только уже рибонуклеиновая (РНК).

РНК очень активна и подвижна, она легко переходит из ядра в цитоплазму клетки и обладает удивительным свойством - строго повторять структуру ДНК, характерное расположение ее строительных «кирпичей». Таким способом она точно передает информацию от хромосомного вещества в цитоплазму, где сосредоточена основная фабрика производства . И от характера РНК зависит характер образующегося в клетке белка. Существует прямая связь также между активностью синтезов в цитоплазме клетки и количеством РНК, образующейся в этот период на хромосомах. Следовательно, на ДНК хромосом, как на матрице печатного станка, беспрерывно отпечатываются ее копии, отражая все изменения, которые происходят в хромосоме.

Когда хромосома работает, ее внешний вид может сильно меняться. И не только за счет того, что на ее поверхности накапливаются продукты жизнедеятельности. Все изменения внешнего вида хромосомы связаны с увеличением ее активной, рабочей поверхности. На хромосоме могут образоваться многочисленные боковые выросты - тогда хромосома становится похожа на ершик для мытья стеклянной посуды. Ученые так и назвали такие хромосомы - «ламповыми щетками». Рабочая поверхность увеличивается также, если возрастет число нитей ДНК, из которых построена хромосома. В этом случае возникают гигантские хромосомы, часто встречающиеся у насекомых и некоторых растений - в клетках, которые образуют много белка.

Однако не все зависит от того, активно или неактивно работает вся хромосома. В различных органах тела ее деятельность должна быть тоже различной, чтобы обеспечить специфичность клеток этих органов. И действительно, в каждом органе тела, в каждой специальной ткани в активную работу включаются строго определенные, характерные участки хромосом.

Любое, самое высокоорганизованное живое существо развивается из одной-единственной клеточки, в которой нет тех сложных органов и тканей, какие имеет взрослый организм. Но из каждой исходной клеточки развивается только определенный организм: из куриного яйца выходит именно курица, а не утка и тем более не и не собака. Значит, в этой исходной клетке был заложен огромный запас информации, реализуемой при взаимодействии с условиями среды в ходе развития клетки.

Ученые установили, что хромосомы в развивающемся зародыше работают по тому же принципу, с каким мы встречались, знакомясь с хромосомами разных тканей взрослого организма: на каждой стадии развития в активную работу последовательно включаются специальные участки хромосом. Такие участки можно легко обнаружить, так как они сильно вздуваются, набухают. По окончании «работы» эти районы хромосом принимают свой первоначальный вид. Существует строгое правило: если мы знаем стадию развития организма, то мы можем точно сказать, каков будет внешний вид его хромосом, сколько появится вздутий и где они будут расположены. И наоборот, по внешнему виду хромосом можно уверенно узнать стадию развития организма.

Какие же вещества выделяются из активных участков хромосом? Прежде всего, уже знакомая нам РНК. Вот, например, на одной из хромосом мотыля. У личинки в нем едва удается определить присутствие РНК. Но как только личинка превращается в куколку, на этом месте начинает бурно накапливаться большое количество РНК, которая постепенно переходит в цитоплазму в виде мелких капелек. Таким образом, через РНК подаются сигналы в цитоплазму об изменении активности того или иного отдела хромосомы. Получается, хромосома двулика: на одной стадии развития ее отдельные районы могут выделять активные белки, на другой - РНК.

Полностью управлять работой хромосом мы пока еще не научились. Это - дело будущего. Но вмешаться в работу их отдельных участков уже умеем. Можно удалить тот или иной район хромосом, переменить местами несколько районов, добавить кусочек хромосом от другого близкого организма - и меняются отдельные признаки целого организма.

Итак, хромосома постепенно, одну за другой раскрывает нам свои тайны. Вооруженные этими знаниями, мы активно вмешиваемся в жизнь клетки, в «работу» целого организма. Изменение числа хромосом, переделка их структуры с помощью внешних воздействий широко используются для создания новых сортов растений. Хромосомный анализ становится незаменимым методом в расшифровке наследственных заболеваний человека. С помощью изучения хромосомных перестроек у человека и животных была показана огромная опасность даже незначительного повышения уровня естественной радиации, которая возникает в результате испытаний атомного оружия.

Расшифровка механизма «работы» хромосом важна не только для понимания сущности жизненных явлений, но и для использования «опыта работы» хромосом в области технических наук, в частности для конструирования новых электронных машин. Познав до конца специфику работы хромосом, мы еще на один шаг станем ближе к нашей цели - раскрытию тайн природы.

Хромосомы - это интенсивно окрашенное тельце, состоящее из молекулы ДНК, связанной с белками-гистонами. Хромосомы формируются из хроматина в начале деления клеток (в профазе митоза), но лучше их изучать в метафазе митоза. Когда хромосомы располагаются в плоскости экватора и хорошо видны в световой микроскоп, ДНК в них достигают максимальной спирализации.

Хромосомы состоят из 2 сестринских хроматид (удвоенных молекул ДНК), соединенных друг с другом в области первичной перетяжки - центромеры. Центромера делит хромосому на 2 плеча. В зависимости от расположения центромеры хромосомы подразделяются на:

метацентрические центромера расположена в середине хромосомы и плечи ее равны;

субметацентрические центромера смещена от середины хромосом и одно плече короче другого;

акроцентрические - центромера расположена близко к концу хромосомы и одно плечо значительно короче другого.

В некоторых хромосомах есть вторичные перетяжки, отделяющие от плеча хромосомы участок, называемый спутником, из которого в интерфазном ядре образуется ядрышко.

Правила хромосом

1. Постоянство числа. Соматические клетки организма каждого вида имеют строго определенное число хромосом (у человека -46, у кошки- 38, у мушки-дрозофилы - 8, у собаки -78. у курицы -78).

2. Парность. Каждая хромосома в соматических клетках с диплоидным набором имеет такую же гомологичную (одинаковую) хромосому, идентичную по размерам, форме, но неодинаковую по происхождению: одну - от отца, другую - от матери.

3. Индивидуальность. Каждая пара хромосом отличается от другой пары размерами, формой, чередованием светлых и темных полос.

4. Непрерывность. Перед делением клетки ДНК удваивается и в результате получается 2 сестринские хроматиды. После деления в дочерние клетки попадает по одной хроматиде и, таким о6разом, хромосомы непрерывны - от хромосомы образуется хромосома.

Все хромосомы подразделяются на аутосомы и половые хромосомы. Аутосомы - все хромосомы в клетках, за исключением половых хромосом, их 22 пары. Половые - это 23-я пара хромосом, определяющая формирование мужского и женского организма.

В соматических клетках имеется двойной (диплоидный) набор хромосом, в половых - гаплоидный (одинарный).

Определенный набор хромосом клетки, характеризующийся постоянством их числа, размером и формой, называется кариотипом.

Для того чтобы разобраться в сложном наборе хромосом, их располагают попарно по мере убывания их величины, с учетом положения центромеры и наличия вторичных перетяжек. Такой систематизированный кариотип называется идиограммой.

Впервые такая систематизация хромосом была предложена на конгрессе генетиков в Денвере (США, 1960 г.)

В 1971 г. в Париже классифицировали хромосомы по окраске и чередованию темных и светлых полос гетеро-и эухроматина.

Для изучения кариотипа генетики используют метод цитогенетического анализа, при котором можно диагностировать ряд наследственных заболеваний, связанных с нарушением числа и формы хромосом.

1.2. Жизненный цикл клетки.

Жизнь клетки от момента возникновения в результате деления до ее собственного деления или смерти называется жизненным циклом клетки. В течение всей жизни клетки растут, дифференцируются и выполняют специфические функции.

Жизнь клетки между делениями называется интерфазой. Интерфаза состоит из 3-х периодов: пресинтетического, синтетического и постсинтетического.

Пресuнтетический период следует сразу за делением. В это время клетка интенсивно растет, увеличивая количество митохондрий и рибосом.

В синтетический период происходит репликация (удвоение) количества ДНК, а также синтез РНК и белков.

В постсинmетический период клетка запасается энергией, синтезируются белки ахроматинов ого веретена, идет подготовка к митозу.

Существуют различные типы деления клеток: амитоз, митоз, мейоз.

Амитоз - прямое деление прокариотических клеток и некоторых клеток у человека.

Митоз - непрямое деление клеток, во время которого из хроматина образуются хромосомы. Путем митоза делятся соматические клетки эукариотических организмов, в результате чего дочерние клетки получают точно такой же набор хромосом, какой имела дочерняя клетка.

Митоз

Митоз состоит из 4-х фаз:

Профаза - начальная фаза митоза. В это время начинается спирализация ДНК и укорочение хромосом, которые из тонких невидимых нитей хроматина становятся короткими толстыми, видимыми в световой микроскоп, и располагаются в виде клубка. Ядрышко и ядерная оболочка исчезает, и ядро распадается, центриоли клеточного центра расходятся по полюсам клетки, между ними растягиваются нити веретена деления.

Метафаза - хромосомы движутся к центру, к ним прикрепляются нити веретена. Хромосомы располагаются в плоскости экватора. Они хорошо видны в микроскоп и каждая хромосома состоит из 2-х хроматид. В этой фазе можно сосчитать число хромосом в клетке.

Анафаза - сестринские хроматиды (появившиеся в синтетическом периоде при удвоении ДНК) расходятся к полюсам.

Телофаза (telos греч. - конец) противоположна профазе: хромосомы из коротких толстых видимых становятся тонкими длинными невидимыми в световой микроскоп, формируются ядерная оболочка и ядрышко. Заканчивается телофаза разделением цитоплазмы с образованием двух дочерних клеток.

Биологическое значение митоза заключается в следующем:

дочерние клетки получают точно такой же набор хромосом, который был у материнской клетки, поэтому во всех клетках тела (соматических) поддерживается постоянное число хромосом.

делятся все клетки, кроме половых:

происходит рост организма в эмбриональном и постэмбриональном периодах;

все функционально устаревшие клетки организма (эпителиальные клетки кожи, клетки крови, клетки слизистых оболочек и др.) заменяются новыми;

происходят процессы регенерации (восстановления) утраченных тканей.

Схема митоза

При воздействии неблагоприятных условий на делящуюся клетку веретено деления может неравномерно растянуть хромосомы к полюсам, и тогда образуются новые клетки с разным набором хромосом, возникает патология соматических клеток (гетероплоидия аутосом), что приводит к болезни тканей, органов, организма.