Интересные факты о хромосомах человека. Хромосомы растений состоят из
Хромосомы — Юнциклопедия
Хромосомы — структурные элементы ядра клетки эукариот, содержащие ДНК, в которой заключена наследственная информация организма (см. Нуклеиновые кислоты). 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 бактерий, хотя структура ее иная, чем у хромосом эукариот.
ДНК в составе хромосом может быть уложена с разной плотностью, в зависимости от их функциональной активности и стадии клеточного цикла. В связи с этим различают два состояния хромосом — интерфазные и митотические.
Митотические хромосомы образуются в клетке во время митоза. Это неработающие хромосомы, и молекулы ДНК в них уложены чрезвычайно плотно. Достаточно сказать, что общая длина метафазных хромосом примерно в 104 раз меньше, чем длина всей ДНК, содержащейся в ядре. Благодаря такой компактности митотических хромосом обеспечивается равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками при митозе.
Интерфазными называются хромосомы (хроматин), характерные для стадии интерфазы клеточного цикла. В отличие от митотических это работающие хромосомы: они участвуют в процессах транскрипции и репликации. ДНК в них уложена менее плотно, чем в митотических хромосомах.
Помимо ДНК хромосомы содержат также белки двух видов — гистоны (с щелочными свойствами) и негистоновые белки (с кислотными свойствами), а также РНК. Гистонов всего 5 видов, негистоновых белков значительно больше (около сотни). Белки прочно связаны с молекулами ДНК и образуют так называемый дезоксирибонуклеопротеиновый комплекс (ДНП). Белки определяют, вероятно, основную укладку ДНК в хромосоме, участвуют в репликации хромосомы и регуляции транскрипции.
Большинство клеток каждого вида животных и растений имеют свой постоянный двойной (диплоидный) набор хромосом, или ка-риотип, который составлен из двух одинарных (гаплоидных) наборов, полученных от отца и от матери (см. Мейоз, Оплодотворение). Он характеризуется определенным числом, размером и формой митотических хромосом (рис. 1).
Число хромосом у разных видов различно. Например, клетки одного из видов нематод содержат всего 2 хромосомы, а радиолярии — 1000—1600. В клетках человека диплоидный набор составляют 46 хромосом (рис. 2).
Форма хромосомы определяется положением первичной перетяжки (центромеры), которая делит ее на два равных или неравных по длине плеча (рис. 3). Некоторые хромосомы имеют вторичные перетяжки, в которых находятся рибосомные гены. Они принимают участие в образовании ядрышка в интерфазе.
Длина хромосом варьирует в разных клетках от 0,2 до 50 мкм, диаметр — от 0,2 до 2 мкм. Наиболее крупные хромосомы у растений имеют представители семейства лилейных, у животных — некоторые амфибии. Длина большинства хромосом человека 2—6 мкм.
Для определения различных хромосом в наборе используют метод дифференциального окрашивания, позволяющий идентифицировать (выявлять строго постоянные участки) каждую из хромосом (рис. 4).
В состав хромосом большинства организмов входит одна непрерывная молекула ДНК, образующая несколько уровней организации (рис. 6). Первый уровень — это нить ДНП диаметром 10 нм, состоящая из «бусин» — нук-леосом. Одна нуклеосома — это частица, содержащая 8 молекул гистонов, на которую навернут участок ДНК длиной около 50 нм (около 140 пар нуклеотидов). Нуклеосомы собраны в более крупные «бусины», из которых формируется нить ДНП диаметром 20—30 нм. Она образует толстую нить диаметром 0,1 — 0,3 мкм — хромонему, состоящую из крупных «бусин» — хромомеров. Плотно уложенная хромонема формирует тело митотической хромосомы (рис. 5, 6).
yunc.org
Хромосомы
Во время деления клетки в обычный световой микроскоп видны хорошо окрашивающиеся основными красителями небольшие тельца.
Впервые их наблюдал в 1890 г. немецкий ученый В. Вальдейер. Он назвал их хромосомами (от греч. хрома — цвет и сома — тело). Длина хромосом колеблется от 0,2 до 50 мкм, диаметр — от 0,2 до 2 мкм.
Каждый вид растений и животных характеризуется определенным и постоянным числом хромосом, содержащихся во всех клетках тела организма. Это характерный видовой признак. Так, в клетках мягкой пшеницы 42 хромосомы, твердой — 28, однозернянки — 14.
Число хромосом не зависит от величины и уровня развития животного или растения: в клетках человека 46 хромосом, у аскариды — 2, рака — 208, мыши — 40, кошки — 60, лютика обыкновенного — 12, радиолярии — 1600, у плодовой мухи дрозофилы — 8. Все клетки живых организмов содержат двойное, или диплоидное (от греч. диплос — двойной и эйдос — вид), число хромосом. Оно образуется от слияния двух половых клеток, в каждой из которых имеется одиночное, или гаплоидное, число хромосом (от греч. гаплос — одиночный, эйдос — вид). Так, у человека диплоидное число хромосом, равное 46, получается от слияния половых клеток, каждая из которых содержит 23 хромосомы. Гаплоидный набор хромосом обозначают буквой п, диплоидный — 2п.
В диплоидном наборе хромосомы представлены парами. Любой из них соответствует точно такая же по размеру и форме хромосома. Такие соответствующие одна другой, или парные, хромосомы называют гомологичными. В одном гаплоидном наборе хромосомы обычно отличаются по форме и размерам, то есть имеют индивидуальные черты.
Размеры и формы отдельных хромосом постоянны, что дает возможность отличать их одну от другой, а в ряде случаев даже нумеровать. Например, хромосомы гаплоидного набора кукурузы имеют номера с 1-го по 10-й и соответственно называются 1-я, 2-я и т. д.
Хромосомы состоят из нитей, расположенных вдоль их оси. Они называются хромонемами (от греч. хрома — цвет и нема — нить). Число их различно. Толщина отдельной нити варьирует от 0,002 до 0,02 мкм. По всей длине хромонемы расположены состоящие из ДНК зерна или дольки, получившие название хромомер. Следовательно, хромосома состоит из пучка хромонем, на которые как бы нанизаны хромомеры. Участки, которыми хромосомы прикрепляются к нитям веретена во время деления ядра, называются центромерами. В этом месте хромосома тоньше — первичная перетяжка. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку, которой основная часть хромосомы отделена от ее добавочного участка — спутника.
Каждый вид организмов обладает характерным для него набором хромосом — кариотипом. Кариотип — совокупность хромосом организма, определяемая их числом, величиной и формой.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.activestudy.info
Роль и функции хромосом
Ядро клетки впервые подробно описал Р. Броун (1831), после чего оно стало предметом исследований многих биологов. Было установлено, что ядро является важнейшим органоидом клетки, обеспечивающим его жизнедеятельность. В процессе изучения клетки выяснилось, что жизнедеятельный цикл ее состоит из двух периодов: интерфазы (периода между двумя делениями) и деления. Во время деления клетки в ее ядре были обнаружены хорошо окрашивающиеся основными красителями тельца, которые впервые наблюдал в 1890 году немецкий ученый В. Вальдейтер и назвал их хромосомами (от греческого chroma – цвет, soma - тело).
По мере развития цитологии была установлена решающая роль в наследственности ядра клетки, а точнее локализованных в нем хромосом. Многими экспериментаторами доказано, что хромосомы являются структурами выполняющими роль материальных носителей наследственности. В хромосомах расположены единицы наследственности – гены.
Строение и функции хромосом
Хромосомы – структуры ядра клеток сложноорганизованные в морфологическом отношении, обеспечивающие передачу наследственной информации, способные к самовоспроизведению своих свойств в ряду поколений.
Хромосомы были обнаружены видными цитологами Флеммингом (1882) и Страсбургером (1884). Название им предложено Вальдейером (1888).
Морфологию хромосом обычно изучают в период метафазы, когда тело их хорошо сформированно и на нем рельефно выделяются структурные элементы. Хромосомы хорошо окрашиваются основными красителями – гамотоксином, фуксином,сафранином и другими.
Каждый вид растений и животных имеет определенное, постоянное число хромосом, которое содержится во всех клетках организма. Число хромосом является характерным видовым признаком, и его используют как критерий для определения систематического положения видов растений и животных.
Число хромосом не зависит от величины и массы животного или растения, а также уровня их организации.
Например, у человека 46 хромосом, у мыши – 40, шимпанзе – 48, лошади – 66, коровы – 60, таракана – 48, папоротника – 500, ржи – 14, а у некоторых споровых растений и простейших достигает сотен и даже тысяч. Количество хромосом, содержащихся во всех клетках тела любого организма диплоидное ( от греческого diploos – двойной, eidos – подобный). Диплоидное число хромосом обращается в результате слияния двух половых клеток, в которых из количество одиночное (гаплоидное). Гаплоидный набор хромосом обозначают буквой n, диплоидный – 2n. Диплоидный набор представлен парами, т. е. любой хромосоме в нем соответствует такая же по величине и форме хромосома. Такие парные (аналогичные) хромосомы называют гомологичными (от греческого homologos – согласный). Хромосомылюбой клетки различаются между собой по величине и форме. Размеры и формы хромосом у любого вида постоянны, что позволяет их различить и даже нумеровать.
На теле хромосомы всегда имеется первичная перетяжка, разделяющая ее на два плеча. Расположение этой перетяжки всегда постоянно и по этому признаку хромосомы делят на три типа: равноплечие (метацентрические), неравнопелчие ( субметацентрические), разноплечие (акроцентрические). У равноплечих центромера делит хромосому на два плеча равной или почти равной длины, у неравноплечих – не равные плечи, у разноплечих – одно плечо очень короткое. Первичную перетяжку иначе называют кинетической. В месте первичной перетяжки располагается центромера (от латинского - центр, meros – часть). Центромера – плотное сферическое тельце, управляющее движениями хромосомы в митозе. В месте нахождения центромеры хромосома тоньше.
Цитологами обнаружены хромосомы, которые имеют вторичную перетяжку, не выполняющую кинетических функций. Эта перетяжка обычно расположена у конца хромосомы, отделяя от нее участок под названием спутник, который соединяется с телом хромосомы тонкой нитью. Наличие спутников впервые установил С.Г. Навашин (1912). Полагают, что спутники имеют отношение к образованию ядрышка.
В слюнных железах некоторых видов насекомых обнаружены гигантские или политенные хромосомы, которые по форме напоминают длинные ленты и в сотни разпревосходят по величине метафазные хромосомы. Необычную величину этих хромосом связывают с энергичной секреторной деятельностью слюнных желез.
Необходимо отметить, что форма и величина хромосом, могут изменятся в ходе онтогенеза, под влиянием внешних условий, экспериментальных воздействий.
Каждый вид организма имеет только присущий ему набор хромосом, получивший название кариотипа (от греческого karyon – ядро и hypos – отпечаток). Этим термином обозначают совокупность хромосом клетки организма и характерных для них признаков (число, величина, форма, расположение центромера и т. д.).
Кариотип можно представить в виде схемы, диаграммы или рисунка, называют идиограммой.
Более тонкое строение хромосом было изучено с применением метода электронной микроскопии. Установлено, что хромосома состоит из двух перевитых продольных половинок, названных хромотидами. Хроматиды состоят из одной или нескольких нуклеопротеидных нитей, которые были названы хромонемами (Вейдовский, 1912). Хроменемы являются постоянными субъединицами хромосом. Обычно хромонемы закручены в спираль. Известны спирали двух типов – паранемические и плектонемические. Первые характерны тем, что их компоненты могут разъединятся без предварительного раскручивания, вторые – разъединяются только после предварительного раскручивания, так как их компоненты тесно переплетены друг с другом.. Хромонемы имеют утолщения, которые названы хромомерами, впервые обнаруженные Бальбиони (1876). Считают, что хромомеры представляют собой плотно спирализованный участок хромонемы.
Заключительная роль в функционировании хромосом принадлежит Са и Мg. При удалении этих веществ, хромосомы утрачивали целостность и фрагментировались, что является свидетельством участия Са и Мg в соединении молекулы ДНК. К тому же, катионам Мg принадлежит важная роль в активации ферментов.
Хромосомы, взаимодействуя с внехромосомными механизмами, обеспечивают хранение генетической информации, использование ее для создания и поддержания клеточной организации, регуляцию свертывания закодированной информации, удвоение материала наследственности и передачу его материнской клеткой дочерним.
biofile.ru
1) белка, 2) ДНК, 3) РНК , 4 ) белка и ДНК 15) В каком случае показано анализирующее скрещивание, биология
10-11 класс
1) ааbb x aabb 2) AABb x AABB 3) AaBb x aabb 4) aaBB x aabb
16) Покоящаяся вирусная частица
1) эмбрион, 2) вибрион, 3) варигон, 4) вирион
17) Можно считать, что львы и тигры находятся на одном и том же трофическом уровне,
1) поедают растительноядных животных, 2) используют свою пищу примерно на 10%, 3) живут в сходных местообитаниях, 4) кормовая база их очень разнообразна
18) Последовательность нуклеотидов в и - РНК комплентарна последовательности
1) двух цепочках молекулы ДНК, 2) одной цепочке молекулы ДНК, одной молекуле т - РНК, всех молекул т - РНК,
19) К какой функциональной группе организмов в биоценозе относятся насекомые - опылители?
1) продуценты, 2) консументы 1 порядка, 3) консументы 2 порядка, 4) редуценты
20) высшие растения произошли от:
1) бурых и красных водорослей, 2) риниофитов и сине-зеленых водорослей, 3) риниофитов и бурых водорослей, 4) зеленых водорослей
21) Оболочка клеток растений может содержать целлюлозу, лигнин, пектин. В какой последовательности включаются эти компоненты при ее образовании?
1) целлюлоза, пектин, лигнин, 2) целлюлоза, лигнин, пектин, 3) пектин, целлюлоза, лигнин, 4) пектин, легнин, целлюлоза
22) Исследования состояния ДНК показали, что одно из соотношений может меняться
1) А/Г, 2) Г/Ц, 3) А+Т / Г+Ц, 4) А+Г/Т+Ц
23) Гаметофитическая генерация создается
1) оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом, 2) митотическим делением клеток спородонта, 3) гаплоидной спорой, которая делится митозом, 4) соединением женских и мужских клеток спорофита
24) Наиболее высокое осмотическое давление свойственно клеткам:
1) гидрофитов, 2) мезофитов, 3) ксерофитов, 4) галофитов
25) Общей тенденцией в эволюции насекомых является:
1) увеличение размеров, 2) уменьшение размеров, 3) у одних - к увеличению, у других - к уменьшению, 4) размеры не связаны с процессом эволюции
26) Концентрация этого вещества в Броуменовых капсулах здоровой почки равняется 0,1, в то время как концентрация данного вещества в моче в норме равна нулю. Это:
1) фосфат кальция, 2) глюкоза, 3) мочевина, 4) хлористое железо
27) Мужской гаметофит в цикле воспроизведения сосны образуется после:
1) второго деления 2) четвертого деления, 3) восьмого деления, 4) шестнадцатого деления
28) Поверхностный комплекс клетки включает:
1) плазмалемму, 2) гликокаликс, 3) матрикс, 4) цитозоль
29) Дезоксинуклеотид - трифосфаты необходимы для процесса:
1) репликации, 2) транскрипции, 3) теиновой репарации, 4) трансляции
30) Белки содежащие гемм:
1) миоглобин, 2) цитохромы, 3) ДНК- полимераза, 4) миелопероксидаза
Karving04 12 дек. 2015 г., 19:42:39 (2 года назад) biologia.neznaka.ru
Хромосомы, их строение и функции
Химический состав хромосом
Хромосома представляет собой дезоксирибонуклеопротеид (ДНП), то есть комплекс, образованный из одной непрерывной двухцепочечной молекулы ДНК и белков (гистонов и негистонов). В состав хромосом входят также липиды и минеральные вещества (например, ионы Ca2+, Mg2+).
Каждая хромосома – сложное надмолекулярное образование, сформированное в результате компактизации хроматина.
Строение хромосом
В большинстве случаев хромосомы хорошо видны лишь в делящихся клетках начиная со стадии метафазы, когда их можно видеть даже в световой микроскоп. В этот период удается определить количество хромосом в ядре, их размеры, форму и строение. Именно такие хромосомы называют метафазными. Интерфазные хромосомы часто называют просто хроматином.
Число хромосом обычно постоянно для всех клеток особи любого вида растений, животных и человека. Но у разных видов количество хромосом неодинаково (от двух до нескольких сотен). Наименьшее число хромосом имеет лошадиная аскарида (2), наибольшее встречается у простейших и папоротников, для которых характерны высокие уровни полиплоидии. Обычно диплоидные наборы содержат от одного до нескольких десятков хромосом. Количество хромосом в клетках особей разных видов приведено в таблице.
Количество хромосом в ядре не связано с уровнем эволюционного развития живых организмов. У многих примитивных форм оно велико, например в ядрах некоторых видов простейших содержатся сотни хромосом, тогда как у шимпанзе их всего только 48. Каждая хромосома, образованная одной молекулой ДНК, представляет собой удлиненную палочковидную структуру – хроматиду, имеющую два «плеча», разделенных первичной перетяжкой, или центромерой (от лат. Centrum – срединная точка, центр и греч. meros – часть, доля). Метафазная хромосома состоит из двух соединенных центромерой сестринских хроматид, каждая из которых содержит одну молекулу ДНК, уложенную в виде спирали.
Строение хромосомы: А – общий вид хромосомы; Б – строение удвоившейся хромосомы в метафазе митоза; 1 – хроматида; 2 – центромера
Центромера – это небольшое фибриллярное тельце, осуществляющее первичную перетяжку хромосомы. Она является важнейшей частью хромосомы, так как определяет ее движение. Центромеру, к которой прикрепляются нити веретена во время деления (при митозе и мейозе), называют кинетохором (от греч. kinetos – подвижный и choros – место). Он контролирует движение расходящихся хромосом при делении клетки. Хромосома, лишенная центромеры, не способна совершать упорядоченное движение и может потеряться.
Обычно центромера хромосомы занимает определенное место, и это является одним из видовых признаков, по которому различают хромосомы. Изменение положения центромеры в той или иной хромосоме служит показателем хромосомных перестроек. Плечи хромосом оканчиваются участками, не способными соединяться с другими хромосомами или их фрагментами. Эти концевые участки хромосом называют теломерами (от греч. telos – конец и meros – часть, доля). Теломеры предохраняют концы хромосом от слипания и тем самым обеспечивают сохранение их целостности. За открытие механизма защиты хромосом теломерами и ферментом теломеразой американские ученые Э. Блекберн, К. Грейдер и Д. Шостак в 2009 году были удостоены Нобелевской премии в области медицины и физиологии. Концы хромосом нередко обогащены гетерохроматином.
Схема строения хромосом; а–г – типы хромосом; Т – теломера; Ц – центромера; ВП – вторичная перетяжка (ядрышковый организатор)
В зависимости от расположения центромеры определяют три основных вида хромосом: равноплечие (плечи равной длины), неравноплечие (с плечами разной длины) и палочковидные (с одним, очень длинным и другим, очень коротким, едва заметным плечом). Некоторые хромосомы имеют не только одну центромеру, но еще и вторичную перетяжку, не связанную с прикреплением нити веретена при делении. Этот участок – ядрышковый организатор, выполняющий функцию синтеза ядрышка в ядре.
Репликация хромосом
Важным свойством хромосом является их способность к удвоению (самовоспроизведению). Обычно удвоение хромосом предшествует делению клетки. В основе удвоения хромосом лежит процесс репликации (от лат. replicatio – повторение) макромолекул ДНК, обеспечивающий точное копирование генетической информации и передачу ее от поколения к поколению. Удвоение хромосом – это сложный процесс, включающий в себя не только репликацию гигантских молекул ДНК, но также синтез связанных с ДНК хромосомных белков. Конечным этапом является упаковка ДНК и белков в особые комплексы, образующие хромосому. В результате репликации вместо одной материнской хромосомы появляются две идентичные ей дочерние хромосомы.
Функция хромосом
Функция хромосом заключается:
1) в хранении наследственной информации. Хромосомы являются носителями генетической информации;
2) передаче наследственной информации. Наследственная информация передается путем репликации молекулы ДНК;
3) реализации наследственной информации. Благодаря воспроизводству того или иного типа и-РНК и, соответственно, того или иного типа бел- ка осуществляется контроль над всеми процессами жизнедеятельности клетки и всего организма.
Таким образом, хромосомы с заключенными в них генами обусловливают непрерывный ряд воспроизведения.
Генетические функции хромосом до начала 40-х годов XX века большинство исследователей связывали с белками. Как писал русский биолог, генетик Николай Константинович Кольцов, «трудно было признать, что за такой простенькой молекулой, как ДНК, столь сложные функции». Однако в дальнейшем именно ДНК была идентифицирована как генетический материал всех растений, животных, микроорганизмов и большинства вирусов.
Хромосомы осуществляют сложную координацию и регуляцию процессов в клетке вследствие заключенной в них генетической информации, обеспечивающей синтез первичной структуры белков-ферментов.
У каждого вида в клетках находится определенное количество хромосом. Они являются носителями генов, определяющих наследственные свойства клеток и организмов вида. Ген – это участок молекулы ДНК хромосомы, на котором синтезируются различные молекулы РНК (трансляторы генетической информации). Ген является функционально неделимой единицей генетического материала и представлен в виде определенного числа (не менее трех) линейно расположенных нуклеотидов. Именно последовательность нуклеотидов в цепях ДНК определяет код генетической информации, способной транскрибироваться (списываться, как с матрицы) на молекулы иРНК, а они, в свою очередь, транслируют (передают) в соответствии с кодом последовательность включения аминокислот в синтезирующуюся полимерную молекулу белка по принципу «один ген – один белок». Количество нуклеотидов в хромосомах огромно. Например, гены, входящие в состав хромосом человека, могут содержать до двух миллионов пар нуклеотидов.
Совокупности хромосом
В соматических, то есть телесных, клетках обычно содержится двойной, или диплоидный, набор хромосом. Он состоит из пар (2n) практически одинаковых по форме и размеру хромосом. Такие парные, похожие друг на друга хромосомные наборы называют гомологичными (от греч. homos – равный, одинаковый, общий). Они происходят от двух организмов; один набор от материнского, а другой – от отцовского. В таком парном наборе хромосом заключена вся генетическая информация клетки и организма (особи). Гомологичные хромосомы одинаковы по форме, длине, строению, расположению центромеры и несут одни и те же гены, имеющие одинаковую локализацию. Они содержат одинаковый набор генов, хотя и могут различаться их аллелями. Таким образом, гомологичные хромосомы содержат очень близкую, но не идентичную наследственную информацию.
Кариотип дрозофилы: 1 – самки; 2 – самца
Совокупность признаков хромосом (их число, размеры, форма и детали микроскопического строения) в клетках тела организма того или иного вида называют кариотипом (от греч. karyon – орех, ядро ореха и typos – образец, форма). Форма хромосом, их число, размеры, расположение центромеры, наличие вторичных перетяжек всегда специфичны для каждого вида, по ним можно сопоставлять родство организмов и устанавливать их принадлежность к тому или иному виду.
Постоянство кариотипа, свойственное каждому виду, выработалось в процессе его эволюции и обусловлено закономерностями митоза и мейоза. Однако в процессе существования вида в его кариотипе вследствие мутаций могут произойти изменения хромосом. Некоторые мутации существенно изменяют наследственные качества клетки и организма в целом.
Постоянные характеристики хромосомного набора – количество и морфологические особенности хромосом, определяемые главным образом расположением центромер, наличием вторичных перетяжек, чередованием эухроматиновых и гетерохроматиновых участков и пр., позволяют идентифицировать виды. Поэтому кариотип называют «паспортом» вида.
blgy.ru
Факты о хромосомах человека - Это должен знать каждый
Хромосома – это содержащая ДНК нитевидная структура в клеточном ядре, которая несет в себе гены, единицы наследственности, расположенные в линейном порядке. У человека имеется 22 пары обычных хромосом и одна пара половых хромосом. Помимо генов хромосомы также содержат регуляторные элементы и нуклеотидные последовательности. Они вмещают ДНК-связывающие белки, которые контролируют функции ДНК. Интересно, что слово «хромосома» происходит от греческого слова «chrome», означающего «цвет». Хромосомы получили такое название из-за того, что имеют особенность окрашиваться в различные тона. Структура и природа хромосом разнятся от организма к организму. Человеческие хромосомы всегда были предметом постоянного интереса исследователей, работающих в области генетики. Широкий круг факторов, которые определяются человеческими хромосомами, аномалии, за которые они ответственны, и их сложная природа всегда привлекали внимание многих ученых.
Интересные факты о человеческих хромосомах
В человеческих клетках содержится 23 пары ядерных хромосом. Хромосомы состоят из молекул ДНК, которые содержат гены. Хромосомная молекула ДНК содержит три нуклеотидных последовательности, требующихся для репликации. При окрашивании хромосом становится очевидной полосчатая структура митотических хромосом. Каждая полоска содержит многочисленные нуклеотидные пары ДНК.
Человек – это биологический вид, размножающийся половым путем и имеющий диплоидные соматические клетки, содержащие два набора хромосом. Один набор наследуется от матери, тогда как другой – от отца. Репродуктивные клети, в отличие от клеток тела, имеют один набор хромосом. Кроссинговер (перекрёст) между хромосомами приводит к созданию новых хромосом. Новые хромосомы не наследуются от кого-то одного из родителей. Это служит причиной того факта, что не у всех у нас проявляются черты, получаемые нами непосредственно от одного из наших родителей.
Аутосомным хромосомам присвоены номера от 1 до 22 в порядке убывания по мере уменьшения их размера. У каждого человека имеется два набора из 22-х хромосом, X-хромосома от матери и X- или Y-хромосома от отца.
Аномалия в содержимом хромосом клетки может вызывать у людей определенные генетические нарушения. Хромосомные аномалии у людей часто оказываются ответственными за появление генетических заболеваний у их детей. Те у кого, имеются хромосомные аномалии, зачастую являются только носителями заболевания, тогда как у их детей это заболевание проявляется.
Хромосомные аберрации (структурные изменения хромосом) бывают вызваны различными факторами, а именно делецией или дупликацией части хромосомы, инверсией, представляющей собой изменение направления хромосомы на противоположное, или транслокацией, при которой происходит отрыв части хромосомы и присоединение ее к другой хромосоме.
Лишняя копия хромосомы 21 ответственна за очень хорошо известное генетическое заболевание под названием синдром Дауна.
Трисомия хромосомы 18 приводит к синдрому Эдвардса, который может вызывать смерть в младенческом возрасте.
Делеция части пятой хромосомы приводит к генетическому нарушению известному как синдром кошачьего крика. У людей, пораженных этим заболеванием, зачастую наблюдается задержка в умственном развитии, а их плач в детском возрасте напоминает кошачий крик.
Нарушения, обусловленные аномалиями половых хромосом, включают синдром Тернера, при котором женские половые признаки присутствуют, но характеризуются недоразвитостью, а также синдром XXX у девочек и синдром XXY у мальчиков, которые вызывают дислексию у пораженных ими индивидуумов.
Впервые хромосомы были обнаружены в клетках растений. Монография Ван Бенедена, посвященная оплодотворенным яйцам аскарид привела к дальнейшим исследованиям. Позже Август Вайсман показал, что зародышевая линия отличается от сомы, и обнаружил, что клеточные ядра содержат наследственный материал. Он также предположил, что фертилизация приводит к формированию новой комбинации хромосом.
Эти открытия стали краеугольными камнями в области генетики. Исследователи уже накопили достаточно значительное количество знаний о человеческих хромосомах и генах, однако многое еще только предстоит обнаружить.
Видео
Ссылка по теме: Сердечно-сосудистая система человека
Источник: buzzle.com
Фото: ck12.org
www.vitaminov.net
Свойства хромосом
Хромосомы - структурные элементы ядра клетки эукариот, содержащие ДНК, в которой заключена наследственная информация организма.
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 бактерий, хотя структура ее иная, чем у хромосом эукариот. ДНК в составе хромосом может быть уложена с разной плотностью, в зависимости от их функциональной активности и стадии клеточного цикла. В связи с этим различают два состояния хромосом - интерфазные и митотиче- ские. Митотические хромосомы образуются в клетке во время митоза. Это неработающие хромосомы, и молекулы ДНК в них уложены чрезвычайно плотно. Достаточно сказать, что общая длина метафазных хромосом примерно в 104 раз меньше, чем длина всей ДНК, содержащейся в ядре. Благодаря такой компактности митотических хромосом обеспечивается равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками при митозе.
Основные свойства хромосом:
1. Индивидуальное строение. 2. Парность в соматических клетках. 3. Постоянство числа. 4. Способность к самопроизводству.
В соматических клетках парные или гомологичные, набор диплоидный. В половых клетках имеются только по 1 хромосоме из каждой пары, набор гаплоидный. Набор хромосом в соматических клетках, свойственный каждому виду организма – кариотип – совокупность особенностей хромосом в соматических клетках. У к.р.с. 60 штук, у козы 60 шт., лошадь 64, собака 78, кошка 38, утка 80, карп 150. Среди хромосом у большинства вида животных имеется 1 пара, по которой ж. пол отличается от м. Эта пара называется половой хромосомой или гоносомой. Хромосомы, одинаковые для женского и мужского пола - аутосома. Если половые хромосомы гомологичные хх – пол гомогаметный. Если не гомологичные ху пол – гетерогаметные.
Интерфазными называются хромосомы (хроматин), характерные для стадии интерфазы клеточного цикла. В отличие от митотических это работающие хромосомы: они участвуют в процессах транскрипции и репликации. ДНК в них уложена менее плотно, чем в митотических хромосомах. Помимо ДНК хромосомы содержат также белки двух видов - гистоны (с щелочными свойствами) и негистоновые белки (с кислотными свойствами), а также РНК. Гистонов всего 5 видов, негистоновых белков значительно больше (около сотни). Белки прочно связаны с молекулами ДНК и образуют так называемый дезоксирибонуклеопротеиновый комплекс (ДНП).
Белки определяют, вероятно, основную укладку ДНК в хромосоме, участвуют в репликации хромосомы и регуляции транскрипции. Большинство клеток 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. Он характеризуется определенным числом, размером и формой митотических хромосом.
Число хромосом у разных видов различно. Например, клетки одного из видов нематод содержат всего 2 хромосомы, а радиолярии - 1000-1600. В клетках человека диплоидный набор составляют 46 хромосом. Форма хромосомы определяется положением первичной перетяжки (центромеры), которая делит ее на два равных или неравных по длине плеча. Некоторые хромосомы имеют вторичные перетяжки, в которых находятся рибосомные гены. Они принимают участие в образовании ядрышка в интерфазе. Длина хромосом варьирует в разных летках от 0,2 до 50 мкм, диаметр - от 0,2 до 2 мкм. Наиболее крупные хромосомы у растений имеют представители семейства лилейных, у животных - некоторые амфибии. Длина большинства хромосом человека 2-6 мкм. Для определения различных хромосом в наборе используют метод дифференциального окрашивания, позволяющий идентифицировать (выявлять строго постоянные участки) каждую из хромосом. В состав хромосом большинства организмов входит одна непрерывная молекула ДНК, образующая несколько уровней организации. Первый уровень - это нить ДНП диаметром 10 нм, состоящая из "бусин" - нук- леосом. Одна нуклеосома - это частица, содержащая 8 молекул гистонов, на которую навернут участок ДНК длиной около 50 нм (около 140 пар нуклеотидов). Нуклеосомы собраны в более крупные "бусины", из которых формируется нить ДНП диаметром 20-30 нм. Она образует толстую нить диаметром 0,1 - 0,3 мкм - хромонему, состоящую из крупных "бусин" - хромомеров. Плотно уложенная хромонема формирует тело митотической хромосомы.
Неоднородность хромосом
Гетеро- и эухроматиновые их участки обладают разными генетическими особенностями. Ученые считают, что гетерохроматиновые участки содержат мало генов, поэтому наследственно инертны, эухроматиновые же имеют гены и характеризуются наследственной активностью. Участки гетерохроматина разбросаны по всей длине хромосомы, но чаще располагаются вблизи центромеры. Гетерохроматин подразделяется на конститутивный, который постоянно обнаруживается в определенных участках хромосомы, и факультативный, появляющийся только в некоторые периоды жизни клетки.
Разделение хроматина по генетическому значению совпадает с различием типов хроматина в процессе репродукции хромосом. Гетерохроматиновые участки отстают от эухроматиновых по срокам репликации. Различного рода повреждения хромосом чаще происходят в гетерохроматине. Важная особенность организации хромосом - линейное размещение на них участков, состоящих из разного типа хроматина. У каждой хромосомы уникальный порядок расположения гетеро- и эухроматиновых районов.
Наряду с обычными хромосомами цитологи обнаружили гигантские - длиннее в 100-200 раз. Такие хромосомы открыл в 1881 г. итальянский цитолог Э. Бальбиани в слюнных железах личинок комара. Позднее оказалось, что гигантские хромосомы встречаются у многих двукрылых насекомых, некоторых растений и простейших, в клетках с высокой секреторной деятельностью, где происходит наработка определенных веществ. Наиболее часто изучали гигантские хромосомы в слюнных железах личинок дрозофилы. Там они в 100-150 раз длиннее, чем соответствующие хромосомы в клетках других тканей той же личинки, и имеют вид длинных лент с отчетливыми поперечными полосами.
Гигантские хромосомы возникают потому, что клетки слюнных желез не претерпевают деления, а только увеличиваются в размере. Парные хромосомы (гомологи) взаимно притягиваются и в результате приобретают вид перевитых двойных тяжей. Каждая хромосома приобретает вид пучка хромонемных (нуклеопротеидных) нитей, поэтому гигантские хромосомы были названы политенными. Они состоят более чем из тысячи хромонем.
Хромонемы неоднородны по длине структурно и химически. При многократном удвоении хромонем на хромосомах четко выделяются утолщения (диски), вызванные более плотной спирализацией отдельных участков или наличием гранул. Диски могут иметь разные размер и строение. Расположение дисков, имеющих различную морфологию, строго постоянно. Их можно точно установить в различных клетках и у разных организмов на определенных стадиях развития.
Диски - это участки хромонем с более плотной упаковкой. Вдоль хромосом в разной последовательности размещены темно- (более плотно спирализованные) и светлоокрашенные (слабо спирализованные) диски. Изучение гигантских хромосом дало возможность установить связь расположения отдельных генов со специфическими участками хромосом. Некоторые гены оказались размещенными возле определенных дисков, но сами диски не являются генами. Диски служат надежными маркерами хромосом и играют важную роль в выяснении строения и функции материальных носителей наследственности.
biofile.ru
