Kako so urejeni kromosomi in iz česa so sestavljeni. Iz grškega Homosa - isto

Video lekcija 1: Delitev celic. Mitoza

Video lekcija 2: Mejoza. Faze mejoze

predavanje: Celica je genetska enota živega bitja. Kromosomi, njihova zgradba (oblika in velikost) in funkcije

Celica je genetska enota življenja

Ena celica je priznana kot osnovna enota življenja. Na celični ravni se dogajajo procesi, ki razlikujejo živo snov od nežive snovi. Vsaka od celic shranjuje in intenzivno uporablja dedne informacije o kemični strukturi beljakovin, ki jih je treba sintetizirati v njej, zato jo imenujemo genetska enota živega. Tudi eritrociti brez jedra v začetnih fazah svojega obstoja imajo mitohondrije in jedro. Le v zrelem stanju nimajo struktur za sintezo beljakovin.

Do danes znanost ne pozna celic, ki ne bi vsebovale DNK ali RNA kot nosilca genomske informacije. V odsotnosti genskega materiala celica ni sposobna sinteze beljakovin in s tem življenja.

DNK ni prisotna le v jedrih, njene molekule so v kloroplastih in mitohondrijih, te organele se lahko množijo znotraj celice.

DNK v celici je v obliki kromosomov - kompleksnih kompleksov protein-nukleinska kislina. Evkariontski kromosomi se nahajajo v jedru. Vsak od njih je zapletena struktura:

Edina dolga molekula DNK, katere 2 metra je zapakirana v kompaktno strukturo (pri ljudeh) velikosti do 8 mikronov;

Posebni histonski proteini, katerih vloga je pakirati kromatin (snov kromosoma) v znano paličasto obliko;

Kromosomi, njihova zgradba (oblika in velikost) in funkcije

To gosto embalažo genskega materiala proizvaja celica pred delitvijo. V tem trenutku je mogoče pod mikroskopom pregledati gosto zapakirane, oblikovane kromosome. Ko je DNK zložena v kompaktne kromosome, imenovane heterokromatin, sinteza sporočilne RNA ni mogoča. V obdobju rekrutiranja celične mase in njenega interfaznega razvoja so kromosomi v manj zapakiranem stanju, ki se imenuje interkromatin in v njem se sintetizira mRNA, pride do replikacije DNK.

Glavni elementi strukture kromosomov so:

centromera. To je del kromosoma s posebnim zaporedjem nukleotidov. Povezuje dve kromatidi skupaj, sodeluje pri konjugaciji. Nanj so pritrjeni proteinski filamenti vretenastih cevi celične delitve.

Telomere. To so končni deli kromosomov, ki se ne morejo povezati z drugimi kromosomi, igrajo zaščitno vlogo. Sestavljeni so iz ponavljajočih se delov specializirane DNK, ki tvorijo komplekse z beljakovinami.

Točke začetka replikacije DNK.

Kromosomi prokariotov se zelo razlikujejo od evkariontskih, saj predstavljajo strukture, ki vsebujejo DNK, ki se nahajajo v citoplazmi. Geometrijsko predstavljajo obročasto molekulo.

Kromosomski niz celice ima svoje ime - kariotip. Vsaka vrsta živih organizmov ima svojo sestavo, število in obliko kromosomov, ki so značilni samo zanjo.

Somatske celice vsebujejo diploidni (dvojni) kromosomski niz, ki ga je prejel polovico vsakega starša.

Kromosomi, ki so odgovorni za kodiranje istih funkcionalnih beljakovin, se imenujejo homologni. Ploidnost celic je lahko različna - pri živalih so gamete praviloma haploidne. V rastlinah je poliploidija zdaj precej pogost pojav, ki se uporablja za ustvarjanje novih sort kot posledica hibridizacije. Kršitev količine ploidnosti pri toplokrvnih in ljudeh povzroča resne prirojene bolezni, kot je Downov sindrom (prisotnost treh kopij 21. kromosoma). Najpogosteje kromosomske nepravilnosti vodijo v nesposobnost preživetja organizma.

Pri človeku je celoten kromosomski niz sestavljen iz 23 parov. Največje znano število kromosomov, 1600, je bilo najdeno pri najpreprostejših planktonskih organizmih, radiolarcih. Najmanjši nabor kromosomov pri mravljah avstralskega črnega buldoga je le 1.

Življenjski cikel celice. Faze mitoze in mejoze

Interfaza, z drugimi besedami, dolžino časa med dvema delitvama znanost opredeljuje kot življenjski cikel celice.

V interfazi v celici potekajo vitalni kemični procesi, ta raste, se razvija in kopiči rezervne snovi. Priprava na razmnoževanje vključuje podvojitev vsebine - organele, vakuole s hranilno vsebnostjo, prostornino citoplazme. Zahvaljujoč delitvi, kot načinu za hitro povečanje števila celic, je možno dolgo življenje, razmnoževanje, povečanje velikosti telesa, njegovo preživetje v primeru poškodbe in regeneracija tkiva. V celičnem ciklusu se razlikujejo naslednje stopnje:

Interfaza.Čas med delitvami. Najprej celica raste, nato se poveča število organelov, poveča se volumen rezervne snovi, sintetizirajo se beljakovine. V zadnjem delu interfaze so kromosomi pripravljeni za nadaljnjo delitev – sestavljeni so iz para sestrskih kromatid.

Mitoza. To je ime ene od metod jedrske delitve, značilne za telesne (somatske) celice, pri čemer se iz ene pridobita 2 celici z enakim naborom genskega materiala.

Mejoza je značilna za gametogenezo. Prokariontske celice so ohranile starodavno metodo razmnoževanja - neposredno delitev.

Mitoza je sestavljena iz 5 glavnih faz:

Profaza. Za njen začetek se šteje trenutek, ko se kromosomi tako gosto zapakirajo, da so vidni pod mikroskopom. Prav tako se v tem času uničijo jedrca, nastane delilno vreteno. Mikrotubule se aktivirajo, trajanje njihovega obstoja se zmanjša na 15 sekund, vendar se tudi hitrost tvorbe znatno poveča. Centriole se razhajajo na nasprotnih straneh celice in tvorijo ogromno število nenehno sintetizirajočih in razpadajočih beljakovinskih mikrotubul, ki segajo od njih do centromer kromosomov. Tako nastane vreteno. Membranske strukture, kot sta ER in Golgijev aparat, se razpadejo v ločene vezikle in tubule, ki se naključno nahajajo v citoplazmi. Ribosomi so ločeni od ER membran.

metafaza. Nastane metafazna plošča, sestavljena iz kromosomov, ki so v sredini celice uravnoteženi s prizadevanji nasprotnih centriolnih mikrotubul, ki jih vsaka vleče v svojo smer. Hkrati se nadaljuje sinteza in razpad mikrotubul, njihove nekakšne "pregrade". Ta faza je najdaljša.

• Anafaza. Napori mikrotubulov prekinejo povezave kromosomov v predelu centromere in jih s silo raztegnejo do polov celice. V tem primeru imajo včasih kromosomi obliko V zaradi odpornosti citoplazme. V predelu metafazne plošče se pojavi obroč beljakovinskih vlaken.
• Telofaza. Za njegov začetek se šteje trenutek, ko kromosomi dosežejo pole delitve. Začne se proces obnove notranjih membranskih struktur celice - EPS, Golgijev aparat, jedro. Kromosomi razpakirajo. Jedrca se zberejo in začne se sinteza ribosomov. Vreteno delitve razpade.
• citokineza. Zadnja faza, v kateri se proteinski obroč, ki se je pojavil v osrednjem predelu celice, začne krčiti in potiska citoplazmo proti polom. Prišlo je do delitve celice na dva dela in nastanka proteinskega obroča celične membrane na mestu.

Regulatorji procesa mitoze so specifični proteinski kompleksi. Rezultat mitotične delitve je par celic z identično genetsko informacijo. V heterotrofnih celicah mitoza poteka hitreje kot v rastlinskih celicah. Pri heterotrofih lahko ta proces traja od 30 minut, pri rastlinah - 2-3 ure.

Za ustvarjanje celic s polovico običajnega števila kromosomov telo uporablja drugačen mehanizem delitve - mejoza.

Povezan je s potrebo po tvorbi zarodnih celic, pri večceličnih organizmih se izogne ​​nenehnemu podvojevanju števila kromosomov v naslednji generaciji in omogoča pridobivanje novih kombinacij alelnih genov. Razlikuje se po številu faz, saj je daljša. Posledično zmanjšanje števila kromosomov vodi do tvorbe 4 haploidnih celic. Mejoza sta dve delitvi, ki si brez prekinitev sledita.

Opredeljene so naslednje faze mejoze:

Profaza I. Homologni kromosomi se približujejo drug drugemu in se vzdolžno združujejo. Takšna povezava se imenuje konjugacija. Potem pride do križanja - dvojni kromosomi prečkajo ramena in izmenjujejo dele.

Metafaza I Kromosomi se ločijo in zavzamejo položaje na ekvatorju celičnega vretena ter zaradi napetosti mikrotubul dobijo obliko V.

Anafaza I Homologne kromosome se z mikrotubulami raztegnejo do polov celice. Toda za razliko od mitotične delitve se razhajajo kot celota, ne kot posamezne kromatide.

Rezultat prve delitve mejoze je tvorba dveh celic s polovico manjšim številom celih kromosomov. Med delitvami mejoze je interfaza praktično odsotna, podvojitev kromosomov se ne zgodi, so že dvokromatidni.

Takoj po prvi ponovljeni mejotski delitvi je popolnoma podobna mitozi - v njej so kromosomi razdeljeni na ločene kromatide, enakomerno razporejene med nove celice.

oogonije gredo skozi stopnjo mitotičnega razmnoževanja v embrionalni fazi razvoja, tako da se žensko telo že rodi z nespremenjenim številom;

spermatogonije se lahko razmnožujejo kadar koli v reproduktivnem obdobju moškega telesa. Nastane jih veliko več kot ženske gamete.

Gametogeneza živalskih organizmov se pojavi v spolnih žlezah - spolnih žlezah.

Proces preoblikovanja spermatogonije v spermatozoide poteka v več fazah:

Mitotska delitev pretvori spermatogonije v spermatocite 1. reda.

Zaradi ene same mejoze se spremenijo v spermatocite 2. reda.

Druga mejotska delitev proizvaja 4 haploidne spermatide.

Obstaja obdobje oblikovanja. V celici se jedro stisne, količina citoplazme se zmanjša in nastane flagelum. Prav tako se shranijo beljakovine in poveča se število mitohondrijev.

Nastajanje jajčec v telesu odrasle ženske poteka na naslednji način:

Iz jajčne celice 1. reda, ki jo je v telesu določena količina, se kot posledica mejoze z zmanjšanjem števila kromosomov za polovico tvorijo oociti 2. reda.

Kot rezultat druge mejotske delitve nastanejo zrelo jajčece in tri majhna redukcijska telesa.

Ta neravnotežna porazdelitev hranil med 4 celicami je zasnovana tako, da zagotovi velik vir hranil za nov živi organizem.

Jajca praproti in mahov se proizvajajo v arhegonijah. V bolj organiziranih rastlinah - v posebnih jajčnikih, ki se nahajajo v jajčniku.

Danes bomo skupaj analizirali zanimivo vprašanje v zvezi z biologijo šolskega predmeta, in sicer: vrste kromosomov, njihova struktura, opravljene funkcije itd.

Najprej morate razumeti, kaj je to, kromosom? Tako je običajno, da strukturne elemente jedra imenujemo v evkariontskih celicah. Prav ti delci vsebujejo DNK. Slednji vsebuje dedne informacije, ki se prenašajo iz matičnega organizma na potomce. To je mogoče s pomočjo genov (strukturnih enot DNK).

Preden si podrobneje ogledamo vrste kromosomov, je pomembno, da se seznanimo z nekaterimi vprašanji. Na primer, zakaj se imenujejo s tem izrazom? Leta 1888 jim je tako ime dal znanstvenik W. Waldeyer. Če prevedemo iz grščine, dobimo dobesedno barvo in telo. S čim je to povezano? Izveste lahko v članku. Zelo zanimivo je tudi, da se kromosomi v bakterijah običajno imenujejo krožna DNK. In to kljub dejstvu, da je struktura slednjih in evkariontskih kromosomov zelo različna.

Zgodba

Tako nam je postalo jasno, da se organizirana struktura DNK in beljakovin, ki jo vsebujejo celice, imenuje kromosom. Zelo zanimivo je, da en kos DNK vsebuje veliko genov in drugih elementov, ki kodirajo vse genetske informacije organizma.

Preden razmislimo o vrstah kromosomov, predlagamo, da se malo pogovorimo o zgodovini razvoja teh delcev. Tako so poskusi, ki jih je znanstvenik Theodore Boveri začel izvajati sredi 1880-ih, pokazali povezavo med kromosomi in dednostjo. Hkrati je Wilhelm Roux predstavil naslednjo teorijo - vsak kromosom ima drugačno genetsko obremenitev. To teorijo je preizkusil in dokazal Theodore Boveri.

Zahvaljujoč delu Gregorja Mendela v 1900-ih je Boveri uspelo izslediti razmerje med pravili dedovanja in obnašanjem kromosomov. Boverijeva odkritja so lahko vplivala na naslednje citologe:

• Edmund Beecher Wilson.
• Walter Sutton.
• Teofil slikar.

Delo Edmunda Wilsona je bilo povezati teorije Boverija in Suttona, kar je opisano v knjigi Celica v razvoju in dedovanju. Delo je bilo objavljeno okoli leta 1902 in se je ukvarjalo s kromosomsko teorijo dednosti.

Dednost

In še ena minuta teorije. V svojih spisih je raziskovalec Walter Sutton uspel ugotoviti, koliko kromosomov je še vedno v jedru celice. Prej je bilo že rečeno, da je znanstvenik menil, da so ti delci nosilci dednih informacij. Poleg tega je Walter ugotovil, da so vsi kromosomi sestavljeni iz genov, zato so prav oni krivci, da se starševske lastnosti in funkcije prenašajo na potomce.

Vzporedno je delo izvajal Theodore Boveri. Kot smo že omenili, sta oba znanstvenika raziskala številna vprašanja:

• prenos dednih informacij;
• oblikovanje glavnih določb o vlogi kromosomov.

Ta teorija se zdaj imenuje Boveri-Suttonova teorija. Njegov nadaljnji razvoj je bil izveden v laboratoriju ameriškega biologa Thomasa Morgana. Skupaj so znanstveniki lahko:

• vzpostaviti vzorce umestitve genov v te strukturne elemente;
• razviti citološko osnovo.

Struktura

V tem razdelku predlagamo, da razmislimo o strukturi in vrstah kromosomov. torej govorimo o strukturnih celicah, ki hranijo in prenašajo dedne informacije. Iz česa so sestavljeni kromosomi? Iz DNK in beljakovin. Poleg tega sestavni deli kromosomov tvorijo kromatin. Beljakovine igrajo pomembno vlogo pri pakiranju DNK v celičnem jedru.

Premer jedra ne presega pet mikronov, DNK pa je v celoti zapakirana v jedro. Torej ima DNK v jedru zankasto strukturo, ki jo podpirajo beljakovine. Slednji hkrati prepoznajo zaporedje nukleotidov za njihovo konvergenco. Če boste preučevali strukturo kromosomov pod mikroskopom, potem je najboljši čas za to metafaza mitoze.

Kromosom ima obliko majhne palice, ki je sestavljena iz dveh kromatid. Slednje drži centromera. Zelo pomembno je tudi omeniti, da je vsaka posamezna kromatida sestavljena iz kromatinskih zank. Vsi kromosomi so lahko v enem od dveh stanj:

• aktiven;
• neaktiven.

Obrazci

Zdaj bomo razmislili o obstoječih vrstah kromosomov. V tem razdelku lahko ugotovite, katere oblike teh delcev obstajajo.

Vsi kromosomi imajo svojo individualno strukturo. Posebnost so barvne lastnosti. Če študirate morfologijo kromosomov, morate biti pozorni na nekaj pomembnih stvari:

• lokacija centromere;
• dolžina in položaj ramen.

Torej obstajajo naslednje glavne vrste kromosomov:

• metacentrični kromosomi (njihova značilnost je lokacija centromere na sredini, ta oblika se običajno imenuje tudi enakokraka);
• submetacentrično (posebna značilnost je premik zožitve na eno od strani, drugo ime so neenakomerna ramena);
• akrocentrično (posebna značilnost je lokacija centromere na skoraj enem koncu kromosoma, drugo ime je paličasto);
• točka (tako ime so dobili zaradi dejstva, da je njihovo obliko zelo težko določiti, kar je povezano z majhnostjo).

Funkcije

Ne glede na vrsto kromosomov pri ljudeh in drugih bitjih, ti delci opravljajo veliko različnih funkcij. Kaj je na kocki, si lahko preberete v tem delu članka.

• Pri shranjevanju dednih informacij. Kromosomi so nosilci genetskih informacij.
• pri prenosu dednih informacij. Dedne informacije se prenašajo z replikacijo molekule DNK.
• Pri izvajanju dednih informacij. Zahvaljujoč reprodukciji ene ali druge vrste i-RNA in s tem ene ali druge vrste beljakovin se izvaja nadzor nad vsemi vitalnimi procesi celice in celotnega organizma.

DNK in RNA

Pogledali smo, katere vrste kromosomov obstajajo. Zdaj se obrnemo na podrobno študijo vprašanja vloge DNK in RNA. Zelo pomembno je omeniti, da prav nukleinske kisline predstavljajo približno pet odstotkov mase celice. Pojavijo se nam kot mononukleotidi in polinukleotidi.

Obstajata dve vrsti teh nukleinskih kislin:

• DNK, kar pomeni deoksiribonukleinske kisline;
• RNA, dekodiranje - ribonukleinske kisline.

Poleg tega si je treba zapomniti, da so ti polimeri sestavljeni iz nukleotidov, torej monomerov. Ti monomeri v DNK in RNA so v osnovi podobni po strukturi. Vsak posamezen nukleotid je sestavljen tudi iz več komponent ali bolje rečeno treh, ki so med seboj povezane z močnimi vezmi.

Zdaj malo o biološki vlogi DNK in RNA. Za začetek je pomembno omeniti, da se lahko v celici pojavijo tri vrste RNA:

• informacijski (odstranitev informacij iz DNK, ki deluje kot matrica za sintezo beljakovin);
• transport (nosi aminokisline za sintezo beljakovin);
• ribosomski (sodeluje pri biosintezi beljakovin, tvorbi strukture ribosoma).

Kakšna je vloga DNK? Ti delci hranijo informacije o dednosti. Odseki te verige vsebujejo posebno zaporedje dušikovih baz, ki so odgovorne za dedne lastnosti. Poleg tega je vloga DNK v prenosu teh lastnosti med procesom celične delitve. S pomočjo RNA v celicah se izvaja sinteza RNA, zaradi česar pride do sinteze beljakovin.

Kromosomski niz

Torej, gledamo vrste kromosomov, nize kromosomov. Obrnemo se na podrobno obravnavo vprašanja v zvezi s kromosomskim nizom.

Število teh elementov je značilna lastnost vrste. Na primer, vzemite muho Drosophila. Skupno jih ima osem, primati pa oseminštirideset. Človeško telo ima šestinštirideset kromosomov. Takoj vas opozarjamo na dejstvo, da je njihovo število enako za vse celice telesa.

Poleg tega je pomembno razumeti, da obstajata dve možni vrsti kromosomskega niza:

• diploidni (značilni za evkariontske celice, je celoten sklop, to je 2n, so prisotni v somatskih celicah);
• haploidni (polovica celotnega niza, tj. n, je prisotna v zarodnih celicah).

Vedeti je treba, da kromosomi tvorijo par, katerega predstavniki so homologi. Kaj pomeni ta izraz? Homologni se imenujejo kromosomi, ki imajo enako obliko, strukturo, lokacijo centromere itd.

spolni kromosomi

Zdaj si bomo podrobneje ogledali naslednjo vrsto kromosoma - spol. To ni en, ampak par kromosomov, ki se razlikujejo pri samcih in samicah iste vrste.

Praviloma je eden od organizmov (moški ali ženska) lastnik dveh enakih, precej velikih kromosomov X, medtem ko je genotip XX. Posameznik nasprotnega spola ima en kromosom X in nekoliko manjši Y kromosom. Genotip je XY. Pomembno je tudi omeniti, da v nekaterih primerih pride do tvorbe moškega spola v odsotnosti enega od kromosomov, to je genotipa X0.

avtosomi

To so parni delci v organizmih s kromosomsko določitvijo spola, ki so enaki tako za samce kot za samice. Preprosto, vsi kromosomi (razen spola) so avtosomi.

Upoštevajte, da prisotnost, kopije in struktura niso odvisni od spola evkariontov. Vsi avtosomi imajo serijsko številko. Če vzamemo osebo, potem je dvaindvajset parov (štiriinštirideset kromosomov) avtosomov, en par (dva kromosoma) pa spolni kromosomi.

Kromosomi so najpomembnejši element celice. Odgovorni so za prenos in izvajanje dednih informacij in so v evkariontski celici lokalizirani v jedru.

Po kemični zgradbi so kromosomi kompleksi deoksiribonukleinskih kislin (DNK) in pripadajočih beljakovin ter manjšega števila drugih snovi in ​​ionov. Tako so kromosomi deoksiribonukleoproteini (DNP).

Vsak kromosom v interfazi vsebuje eno dolgo dvoverižno molekulo DNK. Gen je zaporedje določenega števila zaporednih nukleotidov, ki sestavljajo DNK. Geni, ki sestavljajo DNK enega kromosoma, si sledijo. V interfazi se v celici odvijajo številni procesi, številni deli kromosoma so v različni meri despiralizirani. Številne regije DNK so vključene v sintezo RNA.

V obdobju celične delitve (tako med mitozo kot mejozo) se kromosomi spiralizirajo (stisnejo). Hkrati se njihova dolžina zmanjša in sinteza RNA na njih postane nemogoča. Pred spiralizacijo se vsak kromosom podvoji. Kromosom naj bi bil sestavljen iz dveh kromatide. To pomeni, da je med interfazo kromosom sestavljen iz ene kromatide.

Beljakovine, ki sestavljajo kromosom, imajo pomembno vlogo pri zbijanju kromatid.

Tako jih lahko glede na fazo celičnega cikla glede na zunanjo strukturo kromosoma predstavimo 1) kot nevidne v svetlobnem mikroskopu kromatin(v interfazi) in so sestavljeni iz ene kromatide ali 2) v obliki dveh spiraliziranih kromatid, vidnih v svetlobnem mikroskopu (v fazah celične delitve, od metafaze).

V strukturi kromosomov je še en pomemben element - centromera(primarni razteg). Je beljakovinske narave in je odgovoren za gibanje kromosoma, nanj pa so pritrjene tudi niti cepitvenega vretena. Glede na lokacijo centromere ločimo enakokrake (metacentrične), neenakomerne (submetacentrične) in paličaste (akrocentrične) kromosome. V prvem se centromera nahaja na sredini in vsako kromatido deli na dva enaka kraka, v drugem sta kraka neenake dolžine, v tretjem pa se centromera nahaja na enem od koncev kromatide.

V podvojenih kromosomih so kromatide med seboj povezane na centromeri.

1 - kromatida; 2 - centromera; 3 - kratka rama; 4 - dolga rama.

Prisotnost primarne zožitve v strukturi kromosomov je obvezna. Vendar pa poleg njih obstajajo sekundarne zožitve ( nukleolarnih organizatorjev), jih ne opazimo v vseh kromosomih. V jedru, na sekundarnih zožitvah kromosomov, pride do sinteze nukleolov.

Na koncih kromatid so t.i telomere. Preprečujejo lepljenje kromosomov.

V haploidnem nizu je vsak kromosom po svoji strukturi edinstven. Položaj centromere (in iz tega izhajajoče dolžine kromosomskih krakov) omogoča razlikovanje vsakega od ostalih.

V diploidnem nizu ima vsak kromosom homolognega, ki ima enako strukturo in enak nabor genov (vendar morda njihove druge alele) in je podedovan od drugega starša.

Za vsako vrsto živega organizma je značilen lasten kariotip, to je svoje število kromosomov in njihove značilnosti (dolžina, položaj centromer, značilnosti kemične strukture). Biološke vrste lahko določimo s kariotipom.

Predavanje #3

Tema: Organiziranje pretoka genetskih informacij

Načrt predavanj

1. Zgradba in funkcije celičnega jedra.

2. Kromosomi: zgradba in klasifikacija.

3. Celični in mitotični cikli.

4. Mitoza, mejoza: citološke in citogenetske značilnosti, pomen.

Zgradba in funkcije celičnega jedra

Glavna genetska informacija je v jedru celic.

celično jedro(lat. - jedro; grški - karyon) je bil opisan leta 1831. Robert Brown. Oblika jedra je odvisna od oblike in funkcije celice. Velikosti jeder se spreminjajo glede na presnovno aktivnost celic.

Lupina interfaznega jedra (kariolema) sestoji iz zunanje in notranje elementarne membrane. Med njimi je perinuklearni prostor. Membrana ima luknje pore. Med robovi jedrskih por so beljakovinske molekule, ki tvorijo porne komplekse. Odprtina por je prekrita s tankim filmom. Z aktivnimi presnovnimi procesi v celici je večina por odprtih. Skozi njih poteka pretok snovi - iz citoplazme v jedro in obratno. Število por v enem jedru

riž. Shema strukture celičnega jedra

1 in 2 - zunanja in notranja membrana jedrne membrane, 3

- jedrska pora, 4 - nukleolus, 5 - kromatin, 6 - jedrski sok

doseže 3-4 tisoč. Zunanja jedrska membrana se povezuje s kanali v endoplazmatskem retikulumu. Običajno vsebuje ribosomi. Na notranji površini jedrne ovojnice se oblikujejo beljakovine jedrska plošča. Ohranja stalno obliko jedra, nanj so pritrjeni kromosomi.

Jedrski sok - kariolimfa, koloidna raztopina v gelnem stanju, ki vsebuje beljakovine, lipide, ogljikove hidrate, RNA, nukleotide, encime. nukleolus je nestalna komponenta jedra. Izgine na začetku celične delitve in se na koncu obnovi. Kemična sestava jedrcev: beljakovine (~90%), RNA (~6%), lipidi, encimi. Nukleoli nastanejo v območju sekundarnih zožitev satelitskih kromosomov. Funkcija nukleola: sestavljanje ribosomskih podenot.

X romatin jedra so interfazni kromosomi. Vsebujejo DNK, histonske proteine ​​in RNA v razmerju 1:1,3:0,2. DNK se združi z beljakovinami in nastane deoksiribonukleoprotein(DNP). Med mitotično delitvijo jedra se DNP spiralizira in tvori kromosome.

Funkcije celičnega jedra:

1) shranjuje dedne podatke celice;

2) sodeluje pri delitvi celic (razmnoževanju);

3) uravnava presnovne procese v celici.

Kromosomi: struktura in klasifikacija

kromosomi(grško - kromo- Barva, soma telo) je spiraliziran kromatin. Njihova dolžina je 0,2 - 5,0 mikrona, premer je 0,2 - 2 mikrona.

riž. Vrste kromosomov

Metafazni kromosom sestavljen iz dveh kromatide, ki so povezani centromera (primarna zožitev). Ona razdeli kromosom na dva ramo. Posamezni kromosomi imajo sekundarne zožitve. Območje, ki ga ločujejo, se imenuje satelit, takšni kromosomi pa so satelitski. Konci kromosomov se imenujejo telomere. Vsaka kromatida vsebuje eno neprekinjeno molekulo DNK v kombinaciji s histonskimi proteini. Intenzivno obarvani deli kromosomov so področja močne spiralizacije ( heterokromatin). Svetlejša področja so območja šibke spiralizacije ( evhromatin).

Tipe kromosomov ločimo po lokaciji centromere (slika).

1. metacentrični kromosomi- centromera se nahaja na sredini, kraki pa so enake dolžine. Del rame blizu centromere se imenuje proksimalni, nasprotni del pa distalni.

2. Submetacentrični kromosomi- centromera je premaknjena iz središča in kraki imajo različne dolžine.

3. Akrocentrični kromosomi- centromera je močno odmaknjena od središča in ena roka je zelo kratka, druga roka je zelo dolga.

V celicah žlez slinavk žuželk (Drosophila muhe) so velikanski, politenski kromosomi(večverižni kromosomi).

Za kromosome vseh organizmov obstajajo 4 pravila:

1. Pravilo konstantnosti števila kromosomov. Običajno imajo organizmi nekaterih vrst stalno število kromosomov, značilnih za vrsto. Na primer: človek jih ima 46, pes 78, sadna muha 8.

2. parjenje kromosomov. V diploidnem nizu ima vsak kromosom običajno parni kromosom - enake oblike in velikosti.

3. Individualnost kromosomov. Kromosomi različnih parov se razlikujejo po obliki, strukturi in velikosti.

4. Kromosomska kontinuiteta. Ko se genetski material podvoji, se iz kromosoma tvori kromosom.

Nabor kromosomov somatske celice, značilen za organizem določene vrste, se imenuje kariotip.

Razvrstitev kromosomov poteka po različnih kriterijih.

1. Imenuje se kromosomi, ki so enaki v celicah moških in ženskih organizmov avtosomi. Človeški kariotip ima 22 parov avtosomov. Imenuje se kromosomi, ki so različni v moških in ženskih celicah heterokromosomi ali spolni kromosomi. Pri moških sta to kromosoma X in Y, pri ženskah pa X in X.

2. Razporeditev kromosomov v padajočem vrstnem redu se imenuje idiogram. To je sistematični kariotip. Kromosomi so razporejeni v pare (homologni kromosomi). Prvi par je največji, 22. par je najmanjši, 23. par pa so spolni kromosomi.

3. Leta 1960 Predlagana je bila Denverska klasifikacija kromosomov. Zgrajena je na podlagi njihove oblike, velikosti, položaja centromer, prisotnosti sekundarnih zožitev in satelitov. Pomemben kazalnik v tej klasifikaciji je centromerni indeks(CI). To je razmerje med dolžino kratkega kraka kromosoma in njegovo celotno dolžino, izraženo v odstotkih. Vsi kromosomi so razdeljeni v 7 skupin. Skupine so označene z latiničnimi črkami od A do G.

Skupina A vključuje 1-3 pare kromosomov. To so veliki metacentrični in submetacentrični kromosomi. Njihov CI je 38-49%.

Skupina B. 4. in 5. par sta velika metacentrična kromosoma. CI 24-30%.

Skupina C. Pari kromosomov 6 - 12: srednje velikosti, submetacentrični. CI 27-35%. V to skupino spada tudi kromosom X.

Skupina D. 13 - 15. pari kromosomov. Kromosomi so akrocentrični. CI približno 15 %.

Skupina E. Pari kromosomov 16 - 18. Relativno kratki, metacentrični ali submetacentrični. CI 26-40%.

Skupina F. 19 - 20. par. Kratki, submetacentrični kromosomi. CI 36-46%.

Skupina G. 21-22 parov. Majhni, akrocentrični kromosomi. CI 13-33%. V to skupino spada tudi kromosom Y.

4. Pariška klasifikacija človeških kromosomov je nastala leta 1971. S pomočjo te klasifikacije je mogoče določiti lokalizacijo genov v določenem paru kromosomov. S posebnimi metodami obarvanja se v vsakem kromosomu razkrije značilen vrstni red izmenjave temnih in svetlih črt (segmentov). Segmenti so označeni z imenom metod, ki jih razkrijejo: Q - segmenti - po obarvanju s kinakrinsko gorčico; G - segmenti - obarvanje po Giemsi; R - segmenti - obarvanje po toplotni denaturaciji in drugo. Kratek krak kromosoma je označen s črko p, dolg krak s črko q. Vsak kromosomski krak je razdeljen na regije in oštevilčen od centromere do telomera. Pasovi znotraj regij so oštevilčeni po vrstnem redu od centromere. Na primer, lokacija gena D esteraze - 13p14 - je četrti pas prve regije kratkega kraka 13. kromosoma.

Funkcija kromosomov: shranjevanje, razmnoževanje in prenos genetskih informacij med razmnoževanjem celic in organizmov.

Podobne informacije.