Cum sunt aranjați cromozomii și din ce sunt alcătuiți. Din greaca Homos - la fel

Lecția video 1: Diviziune celulara. Mitoză

Lecția video 2: Meioză. Fazele meiozei

Lectura: O celulă este unitatea genetică a unui lucru viu. Cromozomii, structura lor (forma și dimensiunea) și funcțiile

Celula este unitatea genetică a vieții

Celula unică este recunoscută ca unitatea de bază a vieții. Tocmai la nivel celular au loc procesele care disting materia vie de materia nevie. Fiecare dintre celule stochează și utilizează intens informații ereditare despre structura chimică a proteinelor care trebuie sintetizate în ea și, prin urmare, este numită unitatea genetică a vieții. Chiar și eritrocitele fără nucleu aflate în stadiile inițiale ale existenței lor au mitocondrii și un nucleu. Numai în starea lor de maturitate le lipsesc structurile pentru sinteza proteinelor.

Până în prezent, știința nu cunoaște celule care nu ar conține ADN sau ARN ca purtător de informații genomice. În absența materialului genetic, celula nu este capabilă de sinteza proteinelor și, prin urmare, de viață.

ADN-ul este prezent nu numai în nuclei, moleculele sale sunt conținute în cloroplaste și mitocondrii, aceste organite putându-se multiplica în interiorul celulei.

ADN-ul dintr-o celulă este sub formă de cromozomi - complexe complexe proteină-acid nucleic. Cromozomii eucarioți sunt localizați în nucleu. Fiecare dintre ele este o structură complexă de:

Singura moleculă lungă de ADN, din care 2 metri este împachetat într-o structură compactă (la om) de până la 8 microni;

Proteine ​​histonice speciale, al căror rol este de a împacheta cromatina (substanța cromozomului) într-o formă familiară în formă de tijă;

Cromozomii, structura lor (forma și dimensiunea) și funcțiile

Acest pachet dens de material genetic este produs de celulă înainte de divizare. În acest moment pot fi examinați la microscop cromozomii formați dens. Atunci când ADN-ul este pliat în cromozomi compacti numiți heterocromatină, sinteza ARN mesager nu este posibilă. În timpul perioadei de recrutare a masei celulare și a dezvoltării sale în interfaza, cromozomii sunt într-o stare mai puțin împachetat, care se numește intercromatină și ARNm este sintetizat în ea, are loc replicarea ADN-ului.

Principalele elemente ale structurii cromozomilor sunt:

centromer. Aceasta este o parte a cromozomului cu o secvență specială de nucleotide. Conectează două cromatide, participă la conjugare. De acesta sunt atașate filamentele proteice ale tuburilor fuse ale diviziunii celulare.

Telomerii. Acestea sunt secțiunile terminale ale cromozomilor care nu sunt capabile să se conecteze cu alți cromozomi, ele joacă un rol protector. Ele constau în secțiuni repetate de ADN specializat care formează complexe cu proteine.

Punctele de inițiere a replicării ADN-ului.

Cromozomii procariotelor sunt foarte diferiți de cei eucarioți, reprezentând structuri care conțin ADN situate în citoplasmă. Geometric, ele reprezintă o moleculă inel.

Setul de cromozomi al unei celule are propriul nume - un cariotip. Fiecare dintre speciile de organisme vii are propria sa compoziție, număr și formă de cromozomi, caracteristice doar pentru aceasta.

Celulele somatice conțin un set de cromozomi diploid (dublu), jumătate din fiecare părinte primit.

Cromozomii responsabili pentru codificarea acelorași proteine ​​funcționale se numesc omologi. Ploidia celulelor poate fi diferită - de regulă, la animale, gameții sunt haploizi. La plante, poliploidia este acum un fenomen destul de comun, care este folosit pentru a crea noi soiuri ca urmare a hibridizării. Încălcarea cantității de ploidie la oameni cu sânge cald și oameni provoacă boli congenitale grave, cum ar fi sindromul Down (prezența a trei copii ale cromozomului 21). Cel mai adesea, anomaliile cromozomiale duc la non-viabilitatea organismului.

La om, setul complet de cromozomi este format din 23 de perechi. Cel mai mare număr cunoscut de cromozomi, 1600, a fost găsit în cele mai simple organisme planctonice, radiolarii. Cel mai mic set de cromozomi la furnicile buldog negru australiene este doar 1.

Ciclul de viață al unei celule. Fazele mitozei și meiozei

Interfaza, cu alte cuvinte, intervalul de timp dintre două diviziuni este definit de știință ca ciclul de viață al unei celule.

În timpul interfazei, în celulă au loc procese chimice vitale, aceasta crește, se dezvoltă și acumulează substanțe de rezervă. Pregătirea pentru reproducere presupune dublarea conținutului - organele, vacuole cu conținut nutritiv, volumul citoplasmei. Datorită diviziunii, ca modalitate de creștere rapidă a numărului de celule, sunt posibile viața lungă, reproducerea, creșterea dimensiunii corpului, supraviețuirea acestuia în caz de rănire și regenerarea țesuturilor. Următoarele etape se disting în ciclul celular:

Interfaza. Timpul dintre diviziuni. În primul rând, celula crește, apoi crește numărul de organele, crește volumul substanței de rezervă, se sintetizează proteinele. În ultima parte a interfazei, cromozomii sunt pregătiți pentru diviziunea ulterioară - sunt formați dintr-o pereche de cromatide surori.

Mitoză. Acesta este numele uneia dintre metodele de diviziune nucleară, caracteristică celulelor corporale (somatice), în cursul său, se obțin 2 celule dintr-una, cu un set identic de material genetic.

Meioza este caracteristică gametogenezei. Celulele procariote au păstrat metoda străveche de reproducere - diviziunea directă.

Mitoza constă din 5 faze principale:

Profaza.Începutul său este considerat momentul în care cromozomii devin atât de dens, încât sunt vizibili la microscop. De asemenea, în acest moment, nucleolii sunt distruși, se formează un fus de diviziune. Microtubulii sunt activați, durata existenței lor scade la 15 secunde, dar și rata de formare crește semnificativ. Centriolii diverg către părțile opuse ale celulei, formând un număr mare de microtubuli proteici care se sintetiză și se descompun constant, care se extind de la ei la centromerii cromozomilor. Așa se formează axul. Structurile membranelor, cum ar fi ER și aparatul Golgi, se dezintegrează în vezicule și tubuli separați, localizați aleatoriu în citoplasmă. Ribozomii sunt separați de membranele ER.

metafaza. Se formează o placă de metafază, formată din cromozomi echilibrați în mijlocul celulei prin eforturile microtubulilor centrioli opuși, fiecare trăgându-i în direcția sa. În același timp, continuă sinteza și dezintegrarea microtubulilor, felul lor de „perete”. Această fază este cea mai lungă.

• Anafaza. Eforturile microtubulilor rup conexiunile cromozomilor din regiunea centromerului și le întind cu forță până la polii celulei. În acest caz, cromozomii iau uneori o formă de V datorită rezistenței citoplasmei. Un inel de fibre proteice apare în regiunea plăcii metafazei.
• Telofază.Începutul său este considerat momentul în care cromozomii ajung la polii de diviziune. Începe procesul de refacere a structurilor membranei interne ale celulei - EPS, aparatul Golgi, nucleul. Cromozomii despachetează. Nucleolii se asambleaza si incepe sinteza ribozomilor. Fusul diviziunii se dezintegrează.
• citokineza. Ultima fază, în care inelul proteic apărut în regiunea centrală a celulei începe să se micșoreze, împingând citoplasma spre poli. Există o diviziune a celulei în două și formarea inelului proteic al membranei celulare în loc.

Regulatorii procesului de mitoză sunt complexe proteice specifice. Rezultatul diviziunii mitotice este o pereche de celule cu informații genetice identice. În celulele heterotrofe, mitoza are loc mai repede decât în ​​celulele vegetale. La heterotrofe, acest proces poate dura de la 30 de minute, la plante - 2-3 ore.

Pentru a genera celule cu jumătate din numărul normal de cromozomi, organismul folosește un mecanism diferit de divizare - meioză.

Este asociată cu necesitatea de a produce celule germinale; în organismele multicelulare, evită o dublare constantă a numărului de cromozomi în generația următoare și face posibilă obținerea de noi combinații de gene alelice. Diferă prin numărul de faze, fiind mai lung. Scăderea rezultată a numărului de cromozomi duce la formarea a 4 celule haploide. Meioza este două diviziuni care se succed fără întrerupere.

Următoarele faze ale meiozei sunt definite:

Profaza I. Cromozomii omologi se apropie unul de celălalt și se unesc longitudinal. O astfel de asociere se numește conjugare. Apoi există o încrucișare - cromozomii dubli își încrucișează umerii și schimbă secțiuni.

Metafaza I Cromozomii se separă și ocupă poziții la ecuatorul fusului celular, luând o formă de V datorită tensiunii microtubulilor.

Anafaza I Cromozomii omologi sunt întinși de microtubuli până la polii celulei. Dar, spre deosebire de diviziunea mitotică, ele diverg ca întregi, nu ca cromatide individuale.

Rezultatul primei diviziuni a meiozei este formarea a două celule cu jumătate din numărul de cromozomi întregi. Între diviziunile meiozei, interfaza este practic absentă, dublarea cromozomilor nu are loc, sunt deja bicromatide.

Imediat după prima diviziune meiotică repetată este complet similară cu mitoza - în ea, cromozomii sunt împărțiți în cromatide separate, distribuite în mod egal între celulele noi.

oogoniile trec prin stadiul de reproducere mitotică în stadiul embrionar de dezvoltare, astfel încât corpul feminin se naște deja cu un număr neschimbat de ele;

spermatogoniile sunt capabile de reproducere în orice moment în timpul perioadei de reproducere a corpului masculin. Sunt generați mult mai mulți dintre ei decât gameții feminini.

Gametogeneza organismelor animale are loc în glandele sexuale - gonade.

Procesul de transformare a spermatogoniei în spermatozoizi are loc în mai multe etape:

Diviziunea mitotică transformă spermatogoniile în spermatocite de ordinul I.

Ca urmare a unei singure meioze, ele se transformă în spermatocite de ordinul 2.

A doua diviziune meiotică produce 4 spermatide haploide.

Există o perioadă de formare. În celulă, nucleul este compactat, cantitatea de citoplasmă scade și se formează flagelul. De asemenea, proteinele sunt stocate și numărul de mitocondrii crește.

Formarea ouălor într-un corp de femeie adultă are loc după cum urmează:

Din ovocitul de ordinul 1, din care există o anumită cantitate în organism, ca urmare a meiozei, cu scăderea numărului de cromozomi la jumătate, se formează ovocite de ordinul 2.

Ca urmare a celei de-a doua diviziuni meiotice, se formează un ou matur și trei corpuri de reducere mici.

Această distribuție neechilibră a nutrienților între 4 celule este concepută pentru a oferi o resursă mare de nutrienți pentru un nou organism viu.

Ouăle de ferigă și mușchi sunt produse în arhegoniums. La plante mai bine organizate - în ovule speciale situate în ovar.

Astăzi vom analiza împreună o întrebare interesantă privind biologia cursului școlar și anume: tipurile de cromozomi, structura acestora, funcțiile îndeplinite etc.

Mai întâi trebuie să înțelegeți ce este, un cromozom? Deci, este obișnuit să se numească elementele structurale ale nucleului în celulele eucariote. Aceste particule sunt cele care conțin ADN. Acesta din urmă conține informații ereditare care sunt transmise de la organismul părinte către descendenți. Acest lucru este posibil cu ajutorul genelor (unități structurale ale ADN-ului).

Înainte de a privi în detaliu tipurile de cromozomi, este important să ne familiarizăm cu unele probleme. De exemplu, de ce sunt numiți cu acest termen? În 1888, omul de știință W. Waldeyer le-a dat un astfel de nume. Dacă este tradus din greacă, atunci literalmente obținem culoare și corp. Cu ce ​​este legat? Puteți afla în articol. De asemenea, este foarte interesant faptul că cromozomii sunt numiți în mod obișnuit ADN circular în bacterii. Și asta în ciuda faptului că structura acestuia din urmă și a cromozomilor eucarioți este foarte diferită.

Poveste

Așadar, a devenit clar pentru noi că structura organizată a ADN-ului și a proteinei, care este conținută în celule, se numește cromozom. Este foarte interesant că o bucată de ADN conține o mulțime de gene și alte elemente care codifică toată informația genetică a unui organism.

Înainte de a lua în considerare tipurile de cromozomi, ne propunem să vorbim puțin despre istoria dezvoltării acestor particule. Și astfel, experimentele pe care omul de știință Theodore Boveri a început să le facă la mijlocul anilor 1880 au demonstrat relația dintre cromozomi și ereditate. În același timp, Wilhelm Roux a prezentat următoarea teorie - fiecare cromozom are o încărcătură genetică diferită. Această teorie a fost testată și dovedită de Theodore Boveri.

Datorită muncii lui Gregor Mendel în anii 1900, Boveri a reușit să urmărească relația dintre regulile de moștenire și comportamentul cromozomilor. Descoperirile lui Boveri au putut influența următorii citologi:

• Edmund Beecher Wilson.
• Walter Sutton.
• Theophilus Pictor.

Lucrarea lui Edmund Wilson a fost de a lega teoriile lui Boveri și Sutton, care este descrisă în cartea Celula în dezvoltare și moștenire. Lucrarea a fost publicată în jurul anului 1902 și s-a ocupat de teoria cromozomală a eredității.

Ereditate

Și încă un minut de teorie. În scrierile sale, cercetătorul Walter Sutton a reușit să afle câți cromozomi sunt încă conținute în nucleul unei celule. S-a spus deja mai devreme că omul de știință a considerat aceste particule ca fiind purtători de informații ereditare. În plus, Walter a descoperit că toți cromozomii sunt formați din gene, așa că ei sunt tocmai vinovații că proprietățile și funcțiile parentale sunt transmise descendenților.

În paralel, lucrarea a fost realizată de Theodore Boveri. După cum am menționat mai devreme, ambii oameni de știință au investigat o serie de întrebări:

• transmiterea de informații ereditare;
• formularea principalelor prevederi privind rolul cromozomilor.

Această teorie se numește acum teoria Boveri-Sutton. Dezvoltarea sa ulterioară a fost realizată în laboratorul biologului american Thomas Morgan. Împreună, oamenii de știință au reușit să:

• stabilirea tiparelor de plasare a genelor în aceste elemente structurale;
• dezvolta o bază citologică.

Structura

În această secțiune, ne propunem să luăm în considerare structura și tipurile de cromozomi. Asa de, vorbim despre celulele structurale care stochează și transmit informații ereditare. Din ce sunt alcătuiți cromozomii? Din ADN și proteine. În plus, părțile constitutive ale cromozomilor formează cromatina. Proteinele joacă un rol important în împachetarea ADN-ului în nucleul celular.

Diametrul miezului nu depășește cinci microni, iar ADN-ul este împachetat complet în miez. Deci, ADN-ul din nucleu are o structură în buclă care este susținută de proteine. Aceștia din urmă recunosc în același timp secvența de nucleotide pentru convergența lor. Dacă aveți de gând să studiați structura cromozomilor la microscop, atunci cel mai bun moment pentru aceasta este metafaza mitozei.

Cromozomul are forma unui baston mic, care este format din două cromatide. Acestea din urmă sunt ținute de centromer. De asemenea, este foarte important să rețineți că fiecare cromatidă individuală este formată din bucle de cromatină. Toți cromozomii pot fi în una din două stări:

• activ;
• inactiv.

Forme

Acum vom lua în considerare tipurile de cromozomi existente. În această secțiune, puteți afla ce forme de aceste particule există.

Toți cromozomii au propria lor structură individuală. O caracteristică distinctivă este trăsăturile de colorare. Dacă studiați morfologia cromozomilor, există câteva lucruri importante la care să acordați atenție:

• localizarea centromerului;
• lungimea si pozitia umerilor.

Deci, există următoarele tipuri principale de cromozomi:

• cromozomi metacentrici (trăsătura lor distinctivă este localizarea centromerului în mijloc, această formă este denumită în mod obișnuit braț egal);
• submetacentric (o trăsătură distinctivă este deplasarea constricției către una dintre laturi, un alt nume este umerii neuniformi);
• acrocentric (o trăsătură distinctivă este localizarea centromerului aproape la un capăt al cromozomului, un alt nume este în formă de tijă);
• punct (au primit un astfel de nume datorită faptului că forma lor este foarte greu de determinat, ceea ce este asociat cu o dimensiune mică).

Funcții

Indiferent de tipul de cromozomi la oameni și alte creaturi, aceste particule îndeplinesc o mulțime de funcții diferite. Ce este în joc poate fi citit în această secțiune a articolului.

• În stocarea informațiilor ereditare. Cromozomii sunt purtători de informații genetice.
• în transmiterea de informaţii ereditare. Informația ereditară este transmisă prin replicarea moleculei de ADN.
• În implementarea informațiilor ereditare. Datorită reproducerii unuia sau altui tip de i-ARN și, în consecință, a unuia sau altuia tip de proteină, se exercită controlul asupra tuturor proceselor vitale ale celulei și ale întregului organism.

ADN și ARN

Ne-am uitat la ce tipuri de cromozomi există. Acum ne întoarcem la un studiu detaliat al întrebării privind rolul ADN-ului și ARN-ului. Este foarte important să rețineți că acizii nucleici reprezintă aproximativ cinci procente din masa celulei. Ele ne apar ca mononucleotide și polinucleotide.

Există două tipuri de acești acizi nucleici:

• ADN, care înseamnă acizi dezoxiribonucleici;
• ARN, decodificare - acizi ribonucleici.

În plus, este important să ne amintim că acești polimeri sunt compuși din nucleotide, adică monomeri. Acești monomeri atât din ADN, cât și din ARN sunt practic similari ca structură. Fiecare nucleotidă individuală constă, de asemenea, din mai multe componente, sau mai bine zis, trei, interconectate prin legături puternice.

Acum puțin despre rolul biologic al ADN-ului și ARN-ului. Pentru început, este important de reținut că într-o celulă pot apărea trei tipuri de ARN:

• informațional (înlăturarea informațiilor din ADN, acționând ca o matrice pentru sinteza proteinelor);
• transport (transportă aminoacizi pentru sinteza proteinelor);
• ribozomal (participă la biosinteza proteinelor, formarea structurii ribozomului).

Care este rolul ADN-ului? Aceste particule stochează informații despre ereditate. Secțiuni ale acestui lanț conțin o secvență specială de baze azotate, care sunt responsabile pentru trăsăturile ereditare. În plus, rolul ADN-ului constă în transferul acestor caracteristici în timpul procesului de diviziune celulară. Cu ajutorul ARN-ului în celule, se realizează sinteza ARN, datorită căreia are loc sinteza proteinelor.

Set cromozomal

Deci, ne uităm la tipuri de cromozomi, seturi de cromozomi. Ne întoarcem la o analiză detaliată a problemei referitoare la setul de cromozomi.

Numărul acestor elemente este o trăsătură caracteristică a speciei. De exemplu, luați musca Drosophila. Ea are un total de opt, iar primatele au patruzeci și opt. Corpul uman are patruzeci și șase de cromozomi. Vă atragem imediat atenția asupra faptului că numărul lor este același pentru toate celulele corpului.

În plus, este important să înțelegem că există două tipuri posibile de set de cromozomi:

• diploid (caracteristic celulelor eucariote, este un set complet, adică 2n, sunt prezenți în celulele somatice);
• haploid (jumătate din setul complet, adică n, sunt prezente în celulele germinale).

Este necesar să știm că cromozomii formează o pereche, ai cărei reprezentanți sunt omologi. Ce înseamnă acest termen? Omologul se numește cromozomi care au aceeași formă, structură, locație a centromerului și așa mai departe.

cromozomi sexuali

Acum vom arunca o privire mai atentă asupra următorului tip de cromozom - sexul. Acesta nu este unul, ci o pereche de cromozomi, diferiti la masculi si femele din aceeasi specie.

De regulă, unul dintre organisme (mascul sau feminin) este proprietarul a doi cromozomi X identici, destul de mari, în timp ce genotipul este XX. Un individ de sex opus are un cromozom X și un cromozom Y puțin mai mic. Genotipul este XY. De asemenea, este important de menționat că, în unele cazuri, formarea sexului masculin are loc în absența unuia dintre cromozomi, adică a genotipului X0.

autozomi

Acestea sunt particule împerecheate în organisme cu determinare cromozomială a sexului, care sunt aceleași atât pentru bărbați, cât și pentru femei. Mai simplu, toți cromozomii (cu excepția sexului) sunt autozomi.

Vă rugăm să rețineți că prezența, copiile și structura nu depind de sexul eucariotelor. Toți autozomii au un număr de serie. Dacă luăm o persoană, atunci douăzeci și două de perechi (patruzeci și patru de cromozomi) sunt autozomi, iar o pereche (doi cromozomi) sunt cromozomi sexuali.

Cromozomii sunt cel mai important element al celulei. Ele sunt responsabile pentru transmiterea și implementarea informațiilor ereditare și în celula eucariotă sunt localizate în nucleu.

Conform structurii chimice, cromozomii sunt complexe de acizi dezoxiribonucleici (ADN) și proteine ​​asociate, precum și un număr mic de alte substanțe și ioni. Astfel, cromozomii sunt dezoxiribonucleoproteine ​​(DNP).

Fiecare cromozom în interfază conține o moleculă lungă de ADN dublu catenar. O genă este o secvență dintr-un anumit număr de nucleotide consecutive care formează ADN-ul. Genele care alcătuiesc ADN-ul unui cromozom se succed. În interfază, în celulă au loc multe procese, multe părți ale cromozomului sunt despiralizate în grade diferite. Multe regiuni ale ADN-ului sunt implicate în sinteza ARN.

În timpul diviziunii celulare (atât în ​​timpul mitozei, cât și în timpul meiozei), cromozomii se spiralizează (se produce compactarea lor). În același timp, lungimea lor este redusă, iar sinteza ARN pe ele devine imposibilă. Înainte de spiralizare, fiecare cromozom se dublează. Se spune că cromozomul este format din doi cromatide. Adică, în timpul interfazei, cromozomul era format dintr-o cromatidă.

Proteinele care alcătuiesc cromozomul joacă un rol important în compactarea cromatidelor.

Astfel, în funcție de faza ciclului celular, în funcție de structura externă a cromozomului, ele pot fi reprezentate 1) ca invizibile la microscopul optic. cromatina(in interfaza) si consta dintr-o cromatida sau 2) sub forma a doua cromatide spiralizate vizibile la microscop optic (in fazele diviziunii celulare, incepand de la metafaza).

Există un alt element important în structura cromozomilor - centromer(întindere primară). Este de natură proteică și este responsabilă de mișcarea cromozomului, iar firele fusului de fisiune sunt, de asemenea, atașate de acesta. În funcție de locația centromerului, se disting cromozomii cu braț egal (metacentric), cu braț inegal (submetacentric) și în formă de tijă (acrocentric). În primul, centromerul este situat la mijloc, împărțind fiecare cromatidă în două brațe egale, în al doilea, brațele sunt de lungime inegală, iar în al treilea, centromerul este situat la unul dintre capetele cromatidei.

În cromozomii dublați, cromatidele sunt interconectate la centromer.

1 - cromatidă; 2 - centromer; 3 - umăr scurt; 4 - umăr lung.

Prezența unei constricții primare în structura cromozomilor este obligatorie. Cu toate acestea, pe lângă acestea, există constricții secundare ( organizatori nucleolari), nu sunt observate în toți cromozomii. În nucleu, pe constricțiile secundare ale cromozomilor, are loc sinteza nucleolilor.

La capetele cromatidelor se află așa-numitele telomerii. Ele împiedică cromozomii să se lipească.

Într-un set haploid, fiecare cromozom este unic în structura sa. Poziția centromerului (și lungimile brațelor cromozomilor rezultate din aceasta) face posibilă distingerea fiecăruia de restul.

În setul diploid, fiecare cromozom are unul omolog, având aceeași structură și același set de gene (dar posibil și celelalte alele ale lor) și moștenite de la alt părinte.

Fiecare tip de organism viu se caracterizează prin propriul cariotip, adică propriul său număr de cromozomi și caracteristicile acestora (lungimea, poziția centromerilor, caracteristicile structurii chimice). Speciile biologice pot fi determinate prin cariotip.

Prelegerea #3

Tema: Organizarea fluxului de informații genetice

Planul cursului

1. Structura și funcțiile nucleului celular.

2. Cromozomi: structură și clasificare.

3. Cicluri celulare și mitotice.

4. Mitoză, meioză: caracteristici citologice și citogenetice, semnificație.

Structura și funcțiile nucleului celular

Principala informație genetică este conținută în nucleul celulelor.

nucleul celular(lat. - nucleu; greacă - karyon) a fost descrisă în 1831. Robert Brown. Forma nucleului depinde de forma și funcția celulei. Dimensiunile nucleelor ​​se modifică în funcție de activitatea metabolică a celulelor.

Învelișul nucleului de interfază (karyolemma) constă din membrane elementare exterioare și interioare. Între ei este spaţiul perinuclear. Membrana are gauri porii.Între marginile porului nuclear se află molecule de proteine ​​care formează complexe de pori. Deschiderea porilor este acoperită cu o peliculă subțire. Cu procese metabolice active în celulă, majoritatea porilor sunt deschiși. Prin ele are loc un flux de substanțe - de la citoplasmă la nucleu și invers. Numărul de pori dintr-un nucleu

Orez. Schema structurii nucleului celular

1 și 2 - membranele exterioare și interioare ale membranei nucleare, 3

- porul nuclear, 4 - nucleol, 5 - cromatina, 6 - suc nuclear

ajunge la 3-4 mii. Membrana nucleară exterioară se conectează la canalele reticulului endoplasmatic. De obicei conține ribozomi. Proteinele de pe suprafața interioară a învelișului nuclear se formează placă nucleară. Menține o formă constantă a nucleului, cromozomii îi sunt atașați.

Sucul nuclear - cariolimfa, o soluție coloidală în stare de gel care conține proteine, lipide, carbohidrați, ARN, nucleotide, enzime. nucleol este o componentă nepermanentă a nucleului. Dispare la începutul diviziunii celulare și se restabilește la sfârșitul acesteia. Compoziția chimică a nucleolilor: proteine ​​(~90%), ARN (~6%), lipide, enzime. Nucleolii se formează în regiunea constricțiilor secundare ale cromozomilor satelit. Funcția nucleolului: asamblarea subunităților de ribozom.

X romatina nucleii sunt cromozomi de interfaza. Conțin ADN, proteine ​​histone și ARN într-un raport de 1:1,3:0,2. ADN-ul se combină cu proteinele pentru a forma dezoxiribonucleoproteină(DNP). În timpul diviziunii mitotice a nucleului, DNP se spiralizează și formează cromozomi.

Funcțiile nucleului celular:

1) stochează informațiile ereditare ale celulei;

2) participă la diviziunea celulară (reproducere);

3) reglează procesele metabolice din celulă.

Cromozomi: structură și clasificare

Cromozomii(greacă - cromo- Culoare, soma corp) este o cromatina spiralizata. Lungimea lor este de 0,2 - 5,0 microni, diametrul este de 0,2 - 2 microni.

Orez. Tipuri de cromozomi

Cromozomul metafază constă din două cromatide, care sunt conectate centromer (constricție primară). Ea împarte cromozomul în două umăr. Cromozomii individuali au constricții secundare. Zona pe care o separă se numește satelit, iar astfel de cromozomi sunt satelit. Capetele cromozomilor sunt numite telomerii. Fiecare cromatidă conține o moleculă continuă de ADN în combinație cu proteine ​​​​histone. Secțiunile intens colorate ale cromozomilor sunt zone cu spiralizare puternică ( heterocromatina). Zonele mai deschise sunt zone cu spiralare slabă ( eucromatina).

Tipurile de cromozomi se disting prin localizarea centromerului (Fig.).

1. cromozomi metacentrici- centromerul este situat la mijloc, iar bratele sunt de aceeasi lungime. Partea umărului din apropierea centromerului se numește proximală, cea opusă se numește distală.

2. Cromozomii submetacentrici- centromerul este deplasat de centru iar bratele au lungimi diferite.

3. Cromozomi acrocentrici- centromerul este puternic deplasat de centru si un brat este foarte scurt, al doilea brat este foarte lung.

În celulele glandelor salivare ale insectelor (muștele Drosophila) există giganți, cromozomi politenici(cromozomi multicatenari).

Pentru cromozomii tuturor organismelor, există 4 reguli:

1. Regula constanței numărului de cromozomi. În mod normal, organismele anumitor specii au un număr constant de cromozomi caracteristici speciei. De exemplu: un om are 46, un câine are 78, o muscă de fructe are 8.

2. împerecherea cromozomilor. Într-un set diploid, fiecare cromozom are în mod normal un cromozom pereche - același ca formă și dimensiune.

3. Individualitatea cromozomilor. Cromozomii diferitelor perechi diferă ca formă, structură și dimensiune.

4. Continuitatea cromozomilor. Când materialul genetic este duplicat, dintr-un cromozom se formează un cromozom.

Se numește setul de cromozomi ai unei celule somatice, caracteristic unui organism dintr-o anumită specie cariotip.

Clasificarea cromozomilor se face în funcție de diferite criterii.

1. Se numesc cromozomi care sunt aceiași în celulele organismelor masculine și feminine autozomi. Cariotipul uman are 22 de perechi de autozomi. Se numesc cromozomi care diferă în celulele masculine și feminine heterocromozomi sau cromozomi sexuali. La bărbați, aceștia sunt cromozomi X și Y; la femei, X și X.

2. Dispunerea cromozomilor în ordine descrescătoare se numește idiogramă. Acesta este un cariotip sistematic. Cromozomii sunt aranjați în perechi (cromozomi omologi). Prima pereche este cea mai mare, a 22-a pereche este cea mai mică, iar a 23-a pereche sunt cromozomii sexuali.

3. În 1960 A fost propusă clasificarea Denver a cromozomilor. Este construit pe baza formei, mărimii, poziției centromerului, prezenței constricțiilor secundare și a sateliților. Un indicator important în această clasificare este indicele centromeric(CI). Acesta este raportul dintre lungimea brațului scurt al cromozomului și întreaga sa lungime, exprimat ca procent. Toți cromozomii sunt împărțiți în 7 grupe. Grupurile sunt desemnate prin litere latine de la A la G.

Grupa A include 1 - 3 perechi de cromozomi. Aceștia sunt cromozomi mari metacentrici și submetacentrici. CI lor este de 38-49%.

Grupa B. A 4-a și a 5-a pereche sunt cromozomi metacentrici mari. CI 24-30%.

Grupa C. Perechi de cromozomi 6 - 12: dimensiune medie, submetacentrici. CI 27-35%. Acest grup include și cromozomul X.

Grupa D. 13 - a 15-a pereche de cromozomi. Cromozomii sunt acrocentrici. CI aproximativ 15%.

Grupa E. Perechi de cromozomi 16 - 18. Relativ scurt, metacentric sau submetacentric. CI 26-40%.

Grupa F. 19 - a 20-a pereche. Cromozomi scurti, submetacentrici. CI 36-46%.

Grupa G. 21-22 perechi. Cromozomi mici, acrocentrici. CI 13-33%. Cromozomul Y aparține și el acestui grup.

4. Clasificarea pariziană a cromozomilor umani a fost creată în 1971. Cu ajutorul acestei clasificări, este posibil să se determine localizarea genelor într-o anumită pereche de cromozomi. Folosind metode speciale de colorare, în fiecare cromozom se dezvăluie o ordine caracteristică de alternanță a dungilor (segmente) întunecate și luminoase. Segmentele sunt desemnate prin denumirea metodelor care le dezvăluie: Q - segmente - după colorarea cu muștar chinacrin; G - segmente - colorare Giemsa; R - segmente - colorare după denaturarea termică și altele. Brațul scurt al cromozomului este notat cu litera p, brațul lung cu litera q. Fiecare braț de cromozom este împărțit în regiuni și numerotat de la centromer la telomer. Benzile din cadrul regiunilor sunt numerotate în ordine de la centromer. De exemplu, locația genei D esterazei - 13p14 - este a patra bandă a primei regiuni a brațului scurt al cromozomului al 13-lea.

Funcția cromozomilor: stocarea, reproducerea și transmiterea informațiilor genetice în timpul reproducerii celulelor și organismelor.

Informații similare.