Сколько хромосом у картошки? Особенности генома растения. Хромосомы растений

Сколько хромосом у картошки? Особенности генома растения

Генетические исследования различных культур растений важны для сельскохозяйственной промышленности. Каждое живое существо на земле имеет свой генетический код. От того, сколько хромосом у картошки, зависят последующие исследования в селекции. Создание новых усовершенствованных сортов необходимо для произрастания в современных условиях.

Количество хромосом у картошки

Клетки, содержащие наследственную память, называются хромосомами. Они включают в себя нуклеиновую кислоту, функция которой заключается в сохранении, воплощении и последующем продолжении информации. В большинстве случаев хромосомы в клетках содержатся попарно. У картофеля 48 хромосом или 24 пары.

Для сравнения число пар хромосом в других растениях:

1. 

   Хромосомы картошки

   Горох посевной – 14.
2. Земляника лесная – 14.
3. Гречиха культурная – 16.
4. Черешня – 16.
5. Редис – 18.
6. Арбуз – 20.
7. Фасоль – 22.

История хромосомного анализа насчитывает более 140 лет. Термин хромосома впервые употребил немецкий ученый В. Вальдейер в 1888г.

Особенности генома растений

Нарезанная картошка

Основной биологической характеристикой растения является количество показателя ДНК на гаплоидный геном. Эукариот – это клетки живых организмов, содержащих ядро. Все живое имеет такие клетки, кроме бактерий и архей. Изучение эукариот растений выявило парадоксы. Их суть состоит в значительном колебании размера ДНК, несоответствие между их размерами у различных видов. Был обнаружен избыток ДНК по сравнению с необходимым количеством для кодирования белков. Эти несоответствия объясняются плоидией. Данный термин обозначает хромосомную аномалию, которая может возникать в силу внешних и внутренних факторов. Активное изменение структуры хромосом присуще растительному миру.

Методы исследования в генетике растений

Существует множество методик исследований в науке. Из широко распространенных выделяются:

• 

  Четыре картошки

  моносомный анализ;
• экспериментальный мутагенез;
• гибридизация;
• мскусственный ресинтез;
• автополиплоидия.

Перечисленные методы играют важнейшую роль при изучении наследственности и изменчивости растений. Интересен метод экспериментального мутагенеза. В процессе работы на геном происходит воздействие химическими веществами или радиацией. Полученные результаты составляют генетические карты хромосом. Измененный геном впоследствии проявляет себя по-другому в различных условиях внешней среды. Так называемая карта памяти оставляет новые физиологические и биохимические особенности различных видов растений.

В настоящий момент передовым методом стала гибридизация. Его суть заключается в скрещивании генетического материала в одну клетку зиготу. Тем не менее, вклад мутации в генетику растений немаловажен. С помощью этого метода в мире создано порядка 2 700 мутантных сортов, среди которых только зерновые культуры занимают 50 %. С помощью радиации создано 89 % сортов от общего количества средств, которые применяются для мутации. Зеленая революция позволила удвоить урожаи пшеницы и риса в развивающихся странах. Использование генетического материала позволяет создавать эффективные и ресурсосберегающие сорта растений. Советуем также прочитать нашу статью Гликемический индекс картофеля: жареного, варёного, пюре, чипсов. Калорийность.

© Lifeo.ru

lifeo.ru

Хромосомы растений - Справочник химика 21

    ДНК с белком образует хромосомы, которые еще до открытия ДНК были известны как носители генетической информации данного вида живых существ (животных, растений, микроорганизмов). Вирус представляет из себя гигантскую нуклеиновую кислоту, одетую снаружи чехлом из белковой молекулы. Твердо установлено, что ДНК не участвует в синтезе белков, но передает наследственную информацию при делении клеточных ядер. [c.733]

    Однако вирусы как векторы обладают четырьмя существенными недостатками они патогенны, их емкость небольшая, вирусы не способны встраиваться в хромосомы растительных клеток, они, в основном, видоспецифичны, то есть поражают определенный круг растений — хозяев. [c.513]

    Растения в период синтеза ДНК получали в качестве специфического предшественника ДНК меченный тритием тимидин [15]. Во время деления обе дочерние хроматиды оказались мечеными. Однако нри следуюш ем цикле удвоения, когда Н -тимидин был удален, обе эти хромосомы дали, как и предполагалось, но одной меченой и одной немеченой хроматиде. [c.197]

    Наиболее важный процесс, происходящий во время обычного деления клетки, — это деление клеточного ядра, а наиболее ответственный процесс в делении ядра (митозе) состоит в том, что хромосома удваивается, образуя две дочерние хромосомы. Эти последние отделяются друг от друга и идут к разным полюсам. Так образуются два новых ядра. У растений затем между этими ядрами образуется клеточная стенка, показывающая, что деление ядра привело к возникновению двух отдельных клеток. [c.25]

    Это относится к мужским и женским гаметам у растений, животных и человека, несмотря на то, что с женскими гаметами дело обстоит сложнее, поскольку лишь одна из четырех клеток, образующихся в процессе мейоза из исходной материнской клетки, способна функционировать. Легко понять, что функционирующая яйцеклетка будет с одинаковой частотой нести гены Л и а, поскольку хромосомы, несущие эти гены, располагаются в метафазе мейоза случайно. И в самом деле у млекопитающих частота случаев, в которых аллель Л попадает в полярное тельце, и случаев, когда он остается в яйцеклетке, одинакова. В принципе то же самое происходит и при делении материнской клетки мегаспоры у цветковых растений. [c.44]

    Хромосомы сильно вытянуты и поэтому наиболее удобны для наблюдения в стадии профазы мейоза, когда хромосомы растений могут достигать длины 100 мк. У некоторых организмов на этой стадии хромосомы имеют вид нитки с бусами, причем во время синапсиса конъюгируют друг с другом попарно не хромосомы в целом, а точно прилегающие друг к другу отдельные бусины, или хромомеры. [c.109]

    При скрещивании ржи (2п— 14) и пшеницы (2п= А2) образуется ржано-пшеничный гибрид с 2п = 28, который в результате колхициновой полиплоидизации дает форму с 56 хромосомами, называемую Triti ale. Скрещивая Triti ale с мягкой пшеницей (2/г =42), получают растения с 2/г =49, содержащие диплоидный набор пшеницы и гаплоидный набор ржи (2/г= 42-[ 7). При последующих скрещиваниях этих растений с пшеницей может появиться потомство с числом хромосом от 42 до 49. Формы с набором хромосом 2/г =43 в дополнение к диплоидному набору пшеницы (в действительности это аллогексаплоид) несут одну хромосому ржи. При самоопылении таких растений (с 2/г =43) можно ожидать потомство с 42, 43 и 44 хромосомами. Растения с 2/г = 44 — дисомики по одной паре хромосом ржи в дополнение к хромосомному набору пшеницы (2/г =42 + 2). [c.367]

    Однако определение положения единичных генов в небольших и весьма многочисленных хромосомах растений и позвоночных путем гибрвдизации in situ затруднено по двум причинам. Во-первых, не всегда легко вдентифицировать отдельные хромосомы. [c.335]

    В 1866 г. аббат Грегор Мендель (1822—1884) предложил простую теорию передачи наследственных признаков, основанную на результатах опытов по скрещиванию двух сортов гороха, которые он проводил в саду августинского монастыря в Брюнне в Моравии (ныне Брно, Чехословакия). Он установил, что результаты опытов можно объяснить, если допустить, что каждое растение второго поколения получает от каждого из двух родительских растений некий задаток или фактор (называемый теперь геном), определяющий развитие одного наследственного признака. Согласно современным представлениям, гены линейно расположены в более крупных структурах — хромосомах, которые можно увидеть в ядрах клеток при помощи сильного микроскопа. [c.452]

    Большинство клеток высших организмов обычно имеет диплоидный набор хромосом, однако в некоторых из них набор хромосом может быть удвоен или увеличен в еще большее число раз. Клетка, в которой число хромосом увеличено по сравнению с диплоидным в два раза, называется тетраплоидной, а в большее число раз — полиплоидной. Селекционерам удалось получить много разновидностей тетраплоидных цветковых растений, размеры которых, как правило, больше диплоидных, Большинство клеток нашего организма также диплоидные, однако и у нас имеются полиплоидные клетки. Некоторые из них, например, обнаруживаются в печени. Наиболее выразительным примером увеличения содержания ДНК в клетке могут служить гигантские политенные хромосомы личинки двукрылых. ДНК клеток слюнных желез и некоторых других частей этих личинок может удваиваться без деления клетки приблизительно в 13 раз, причем количество ДНК может возрастать при этом в несколько тысяч раз (например, в 2 раз). Сусперсппрализованные удвоенные молекулы ДНК располагаются ря-до.м друг с другом в более вытянутой форме, чем в обычных хромосомах. Общая длина четырех гигантских хромосом дрозофилы составляет приблизительно 2 мм, тогда как в обычной диплоидной клетке их длина равна 7,5 мкм. Гигантские хромосомы имеют поперечнополосатую структуру по всей длине хромосомы можно видеть приблизительно 3000 поперечных дисков. Поскольку было установлено наличие корреляции между видимыми изменениями дисков I и коакретиыми [c.267]

    После заражения часть Ti-плазмиды встречается в хромосомах клеток растения-хозяина. Следовательно, А. tumefa iens встраивает часть своего генома в ДНК растительной клетки и заставляет ее таким способом изменять метаболизм, синтезируя вещества, необходимые для бактерий. Именно это свойство А. tumefa iens и послужило поводом для создания на основе Ti-плазмиды вектора, доставляющего необходимые гены в клетку. [c.146]

    Участок Ti-плазмиды, встречающийся в хромосомах раститель-ньге клеток, называется Т-областью в бактерии и Т-ДНК в клетках растений. Т-область включает примерно 10% Ti-плазмиды и содержит гены, отвечающие за индукцию опухоли, синтез опинов и подавление дифференцировки (гормоннезависимый рост клеток). Важно отметить, что все гены, ответственные за перенос и интеграцию генов Т-области, находятся не в ней самой, а рядом — в области вирулентности — vir-области (рис. 5.17). [c.146]

    С. Магешвари. В настоящее время в культуре гаплоидные растения получают из изолированных пыльников (андрогенез), изолированных семяпочек (гиногенез) из гибридного зародыша, у которого в результате несовместимости потеряны отцовские хромосомы (партеногенез). Новые сорта ячменя — Исток и Одесский-15 — были выведены благодаря комбинации партеногенетического метода с культурой изолированных зародышей за 4 года вместо 10 — 12 лет, необходимых для обычной селекции. [c.186]

    Эукариоты (Eukaryotes) Организмы, у которых I) имеется ядро, где содержатся хромосомы 2) в цитоплазме присутствуют различные органеллы - митохондрии, хлоропласты и т.д. К эукариотам относятся животные, растения, грибы, некоторые водоросли. [c.565]

    Практическое значение. Изучение нитрогеназной системы, механизма ее функционирования имеет большое практическое значение. Ведутся поиски биологических методов, с помощью которых можно было бы сделать азот атмосферы более доступным для практических нужд. Большую часть биологически значимого азота дают клубеньковые бактерии — ризобии в симбиозе с бобовыми растениями. Методами генной инженерии можно интенсифицировать азотфиксацию этих бактерий с целью создания более эффективных симбиотических азотфиксаторов. Клубеньковые бактерии содержат значительное количество генов, отвечающих за азотфиксацию в симбиозе с соответствующим растением. К ним относятся непосредственно гены симбиоза, отвечающие за специфичность связывания бактерии с растением, гены собственно азотфиксации, кодирующие синтез нитрогеназы, а также вспомогательные гены, отвечающие за обеспечение процесса энергией, регуляцию и др. Эти гены локализованы как в плазмидах, так и в хромосомах ризобий. Стратегия генно- [c.397]

    Репликация, транскрипция и трансляция геномов органелл. В хлоропластах и митохондриях ДНК представлена небольшими двухцепочечными молекулами, обычно кольцевыми, и не связана с гистонами. Таким образом, генетическая информация органелл содержится в структурах, весьма сходных с хромосомами прокариот, хотя и значительно меньших по размерам. В каждой органелле имеется множество копий ДНК (до 40—50 в некоторых хлоропластах). Кроме того, хлоропласты и митохондрии содержат аппарат транскрипции и трансляции, включая специфические для органелл рибосомы, которые меньше цитоплазматических 808-рибосом и близки по величине к 708-рибосо-мам прокариот. Синтез белка в органеллах ингибируется хлорам нико-лом и некоторыми другими антибиотиками, подавляющими этот процесс и у прокариот, но не влияющими на синтез белка в цитоплазме эукариотической клетки. Таким образом, хлоропласты и митохондрии обнаруживают ряд важных черт фундаментального сходства с прокариотическими клетками. Митохондрии обладают еще одной особенностью, характерной для клеток, но не для других компонентов клетки они образуются путем деления предсуществующих органелл. Это продемонстрировано также в отношении многих типов хлоропластов у водорослей. У высших растений зрелые хлоропласты развиваются из более простых структур — пропластид на стадии пропластид и происходит воспроизводство этих органелл. [c.49]

    Вирусы растений — как векторы обычно мало пригодны из-за своей патогенности для растительных организмов и неспособности встраиваться в хромосомы хозяйской эукариотической клетки В настоящее время наметились подходы к изучению и оценке трех векторных систем двухцепочечной ДНК вируса мозаики цветной капусты, одноцепочечной РНК вируса погремковости табака, одноцепочечной ДНК вируса золотистой мозаики фасоли Из них лишь первая оставляет надежды на дальнейшее продвижение этой системы в сторону практической реализации пока в лабораторных условиях Не исключается возможность объединения ДНК вируса мозаики цветной капусты с Т-ДНК Ti-плазмиды из Agroba tenmn и расширить крзт растений — реципиентов такой векторной системы [c.197]

    Фактическая ненужность Ti-плазмиды после индукции опухоли у растения связана с тем, что стерильные опухолевые клетки в своих хромосомах содержат ковалентно связанную часть этой плазмиды (около 10%), получившей название Т-ДНК (от англ. transferred — перенесенный), а применительно к клеткам [c.511]

Рис. 145. А. Схема пер носа Т-ДНК из агробактери в растение с последующи формированиемкорончатог галла (1 — бактериальна хромосома, 2 — Т-ДНК, 3 -Т1-плазмида, 4 — ядро расти тельной клетки, 5 — встроен ная Т-ДНК, 6 — корончаты галл) Б. Т-ДНК в Т1-плазмид октопинового типа (продук ты генов 1 и 2 ингибирую--транскрипты побеги, гена 3 — ингибирую-корни).

Рис. 146. Перенос гена (а) из хромосомы (б) Es heri hia oU в растение (5) с помощью Т-ДНК (в) Ti-плазмиды (г) А.tumefa iens (2,3) в ядерную ДНК (д) растительной клетки (4).

    Эксперименты в области эмбриологии и образования структур часто напоминают аномальные прививки растений. Например, в ходе развития можно изменить ориентацию наружного покрова и наблюдать, на какие структуры это окажет воздействие. Дефекты в развивающихся тканях действуют подобно экспериментатору, работающему в лучших по сравнению с другими условиях. Дислокации, фокальные изгибы и дисинклииации наблюдались в покрытиях членистоногих [4, 5, 94]. Их тщательное изучение позволяет проверить некоторые выводы, полученные в классических экспериментах, и выдвинуть новые концепции [7]. Винтовые дислокации и дисинклинации наблюдались в хромосомах [94] и, по-види-мому, играют функциональную роль в их расщеплении [4, 94]. [c.309]

    ДНК рассматривают как главный и, возможно, единственный генетический материал (исключение составляют только некоторые вирусы, в частности вирусы растений). По-видимому, ДНК является всеобщей составной частью хромосом. За немногими исключениями ее содержание в ядрах отдельных видов постоянно для данной степени плоидности. В растениях большая часть ДНК найдена в хромосомах в тесной связи с белками. Типичные белки ядер растений — гистоны — представляют собой низкомолекулярные основные белки. В самых различных растительных тканях повышение содержания гистонов совпадает с синтезом ДНК. [c.472]

    Функционирование многоклеточного организма, каким является высшее растение, есть результат взаимодействия ряда регуляторных систем, которые схематически могут быть расположены в следуюш,ей усложняюш,ейся последовательности регуляторы клетки (гена, хромосомы, ядра, цитоплазмы), ткани и, наконец, регуляторы целого организма. Эти своеобразные этажи регуляции представляют собой схему для изучения регуляторных систем в биологическом объекте. Согласованное функционирование регуляторных систем на всех этажах иерархической лестницы целого организма поддерживает его нормальную жизнедеятельность и обеспечивает его ответную реакцию на воздействие внешней среды. Регуляторные системы более высоких этажей организма представляют собой механизмы, эволюционно сформированные на основе систем управления низших этажей , однако у этих высоких этажей появляются и специфические, только им присущие особенности регуляции. Так, способность координации роста органов, регулируемая у целого растения с помощью комплекса фитогормонов, это та специфическая система, которая присуща главным образом только верхнему, организмен-ному уровню регуляции. При переходе от нижнего уровня к верхнему старые механизмы регуляции не исчезают, а совершенствуются, что приводит к возникновению качественно новых систем управления, одной из которых и является гормональный механизм, функционирующий в растении. Формирование таких специфических метаболитов, как гормоны, есть одно из звеньев эволюции регуляторных систем. [c.7]

    Проведя оценку существующих сортов культур как потенциальных продуцентов биомассы, мы можем улучшать их путем применения новых способов разведения, изучения их фотосин-тетических возможностей и размножения растений нетрадиционными способами. Реализовать эти возможности в будущем поможет использование технологии рекомбинантных ДНК. Для продвижения вперед в этой области нам необходимо 1) разработать методы выявления положительных изменений в фотосинтезе и приспособить сложные лабораторТные тесты для работы в полевых условиях 2) предложить методы усиления генетической изменчивости 3) понять, как организован геном растений и хромосома хлоропласта и как регулируется их работа 4) выявить типы изменений, которые могут быть в них вызваны S) разработать новые способы селекции, направленные на ускорение размножения и генетическую стабилизацию сортов. [c.50]

    Эукариоты имеют истинное ядро. Оно содержит преобладающую 4a ib генома эукариотической клетки. Геном в основном представлен набором хромосом, которые в ходе процесса, называемого митозом, удваиваются и распределяются между дочерними клетками. В хромосомах ДНК находится в связи с гистонами. В эукариотической клетке имеются и другие органеллы, содержащие ДНК,-митохондрии и (у растений) хлоропласты, но в этих органеллах находится лишь очень малая часть клеточного генома, которая представлена молекулами ДНК, замкнутыми в кольцо. Рибосомы в эукариотической клетке более крупные (80S), чем у прокариот. [c.11]

    У всех высших растений и животных в процессе полового размножения происходит смена ядерных фаз. При оплодотворении половые клетки (гаметы) и их ядра сливаются, образуя зиготу. Отцовское и материнское ядра вносят при оплодотворении одинаковое число хромосом (п) таким образом, ядро зиготы содержит двойной хромосомный набор (2п). Иными словами, гаметы-гаплоидные клетки (т.е. клетки с одним набором хромосом), а соматические клетки-диплоидные (с двумя наборами). Поэтому при образовании гамет следующего поколения число хромосом в клетке (2и) должно уменьшиться вдвое (2и/2 = и). Совокупность процессов, приводящих к уменьшению числа хромосом, называют мейозом или редукционным делением (рис. 2.3). Мейоз - важнейший процесс у организмов, размножающихся половым путем он приводит к двум результатам 1) к перекомбинированию отцовских и материнских наследственных факторов (генов) и 2) к уменьшению числа хромосом. Мейоз начинается с конъюгации хромосом-каждая хромосома соединяется с соответствующей (гомологичной) хромосомой, происходящей от дфугого родителя. Во время конъюгации путем разрыва и перекрестного воссоединения (кроссинговера) может происходить обмен фрагментами одинаковой длины между гомологичными хромосомами. Затем следует двукратное разделение спаренных расщепившихся хромосом, и в результате образуются четыре клетки, каждая из которых имеет гаплоидное ядро. Таким образом, в процессе мейоза не только происходит перетасовка хромосом материнского и отцовского происхождения, но может произойти и обмен сегментами между гомологичными хромосомами. Оба процесса приводят к новым сочетаниям генов (к их рекомбинации). [c.24]

    Другие признаки, определяемые плазмидами. Плазмиды могут содержать также гены, обусловливающие ряд специфических биологических свойств, которые в определенных условиях создают селективное преимущество. Гены ферментов, необходимых для расщепления камфоры, салициловой кислоты, нафталина, октана, 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты и многих других необычных субстратов, могут находиться в плазмидах. Мы уже упоминали о плазмиде бактерии Agroba terium tumefa iens, вызывающей опухоли у растений, и ее биохимической активности (разд. 4.3). Перечень свойств, наследуемых с плазмидами, стал сейчас очень длинным и включает, в частности, азотфиксацию, образование клубеньков, синтез индолилуксусной кислоты, диацетила, гидрогеназы, поглощение сахаров. Некоторые из этих свойств могут определяться генами бактериальной хромосомы это свидетельствует о том, что более или менее часто происходит обмен генами или группами генов между хромосомой и плазмидой. Плазмиды, вероятно, играли очень важную роль в эволюции прокариот. [c.464]

    Сейчас получено много данных, подтверждающих, что при бактериальной трансформации ДНК действует как наследственный детерминант, вызывая необратимое изменение наследственных признаков клеток, аналогичное тем изменениям, которые имеют место при мутации. Бойвип [5] рассматривает этот процесс как направленную мутацию. Уже давно было известно, что в выс-1яих растениях и животных ДНК локализована в хромосомах и что в бактериях содержится ядерный материал и генетический аппарат, аналогичный таковым у высших организмов [1]. Поэтому есть все основания думать, что бактериальные трансформации свидетельствуют о том, что ДНК — это активный материал гена, что оп может быть экстрагирован и очищен, сохраняя при этом свою генетическую функцию, и что он может проникнуть в гомо-логршпую клетку и стать постоянной составной частью ее генетического аппарата. [c.305]

    В ядрах клеток высших животных и растений ДНК входит в состав сложного морфологического образования — хромосомы главным компонентом которого помимо ДНК являются основные белки — гистоны, в небольших количествах присутствует также РНК и негистонные белки. Молекулярная организация хромосом сложна и еще не вполне выяснена установлено, во всяком случае, о внутри одной клетки содержится набор гетерогенных молекул ДНК. Вопрос о размерах интактных молекул ДНК внутри [c.33]

    То, что организмы состоят из клеток, впервые было обнаружено еще в ХУП в., но лишь в 1831 г., когда появились более совершенные микроскопы, английский исследователь Роберт Браун открыл самую важную часть клетки, а именно клеточное ядро. Прошло еще несколько десятков лет, прелсде чем ученые поняли, что ядро также дифференцировано и состоит из различных компонентов. В 1848 г. были впервые описаны наиболее важные его компоненты — хромосомы. Однако активное изучение хромосом началось лишь в восьмидесятых годах XIX в. с тех пор было исследовано много видов растений и животных, с тем чтобы выяснить число и форму имеющихся в их клетках хромосом. [c.24]

    Об ратимся сначала к тем случаям, когда для данного локуса известно лишь два аллеля эти различные устойчивые состояния локуса обозначают буквами Л и а. Одна определенная хромосома может нести лишь один из этих аллелей либо А, либо а, но только не оба одновременно Аа). У высших животных и растений особи диплоидны , т. е. содержат по две хромосомы каждого типа гомологичные хромосомы) на фиг. 16 схематически изображены все различные комбинации, которые могут при этом возникнуть. [c.42]

    Как можно убедиться, процесс мейоза в принципе несложен и заключается в двух последовательных делениях ядра, при которых хромосомы удваиваются только один раз. Однако в своих деталях мейоз представляет сложное явление и у разных организмов идет несколько различными путями. Наиболее сильные отклонения от нормального течения мейоза наблюдаются у тех организмов, хромосомы которых не имеют обособленной центромеры в этом случае центромерными свойствами обладает хромосома по всей своей длине. Такие случаи известны у некоторых насекомых и у явнобрачных растений рода Ьиги1а. [c.104]

    У двудомных растений, так же как и у животных, в ряде случаев обнаружены специфические половые хромосомы. Впервые половые хромосомы у растений были обнаружены Алленом в 1917 г. при исследовании печеночного мха Sphaero- arpus. Выше было указано (стр. 35), что растения мхов всегда гаплоидны, тогда как спорофит — т. е. спорангий и его ножка — диплоидны. У вида, изученного Алленом, было обнаружено, что мужское растение имеет 7 обычных хромосом и одну маленькую точечную Y-хромосому, тогда как хромосомный набор женских растений состоит из тех же семи обычных хромосом и одной очень длинной Х-хромосомы (фиг. 52). При оплодотворении эти два хромосомных набора соединяются, и таким образом спорофит имеет набор 14А + X -Ь Y. Во время мейоза образуется 7 пар аутосом и одна пара X = У. Следовательно, половина спор получит набор 7А + X, а другая по- [c.135]

    У Зркаегосагриз (а также и у других споровых) можно проследить за четырьмя спорами, образуемыми одной материнской клеткой. Две из этих спор всегда дают начало женским растениям с Х-хромосомой, а две другие—мужским растениям с У-хромосомой. Поскольку X- и У-хромосомы в [c.136]

chem21.info

11. Строение хромосомы. Типы хромосом. Эу– и гетерохроматин.

Хромосома- постоянный компонент ядра, отличающийся особой структурой, индивидуальностью, функцией и способностью к самовоспроизведению, что обеспечивает их преемственность, а тем самым и передачу наследственной информации от одного поколения растительных и животных организмов к другому.

Размеры хромосом у разных организмов варьируют в широких пределах. Длина хромосом может колебаться от 0,2 до 50 мкм. Число хромосом у различных объектов также значительно колеблется, но характерно для каждого вида животных или растений. Совокупность числа, величины и морфологии хромосом называется кариотипомданного вида.

Хромосомы животных и растений представляют собой палочковидные структуры разной длины с довольно постоянной толщиной, у большей части хромосом удается легко найти зону первичной перетяжки, которая делит хромосому на два плеча. В области первичной перетяжки находится центромера, где расположенкинетохор. Некоторые хромосомы имеютвторичную перетяжку.

В конце интерфазы каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Каждая из них, в свою очередь, состоит из двух половинок – полухроматид или хромонем. Хромонемы содержат уплотненные участки – хромомеры, которые в световом микроскопе имеют вид темноокрашенных гранул. Их число, положение и величина в обеих хроматидах одинаковы и для каждой хромосомы относиельно постоянны. Расстояния между хромомерами называются межхромомерными участками.

Когда говорят о морфологии хромосом, то принимают во внимание следующие признаки: длину плеч, положение центромеры, наличие вторичной перетяжки или спутника. Спутники разных хромосом отличаются по форме, величине и длине нити, соединятющей их с основным телом.

Спутник– это хромосомный сегмент, чаще всего гетерохроматический, расположенный дистально от вторичной перетяжки. По классическим определениям спутник – сферическое тельце с диаметром, равным диаметру хромосомы или меньше его, которое связано с хромосомой тонкой нитью. Выделяют следующие 5 типов спутников:

1. микроспутники – сфероидальной формы, маленькие спутники с диаметром вдвое или еще меньше диаметра хромосомы;

2. макроспутники – довольно крупные формы спутников с диаметром, превышающим половину диаметра хромосомы;

3. линейные С. - спутники, имеющие форму длинного хромосомного сегмента. Вторичная перетяжка значительно удалена от терминального конца;

4. терминальные С. – спутники, локализованные на конце хромосомы;

5. интеркалярные С. – спутники, локализованные между двумя вторичными перетяжками.

Вторичная перетяжка, соединяющая спутник с телом хромосомы, способна к участию в процессе формирования и сборки ядрышек. Такая вторичная перетяжка поэтому называется еще ядрышковым организатором.

Спутник вместе с вторичной перетяжкой составляют спутничный район.Вторичные перетяжки могут быть у одних хромосом на длинном плече, у других - на коротком. Концевые участки хромосомы называюттеломерами.Особенность их состоит в том, что они не способны к соединению с другими участками хромосом.

Нормальная длина каждой хромосомы и суммарная длина всех хромосом кариотипа постоянна. Морфология хромосомы определяется в первую очередь положением центромеры. В соответствии с местом расположения центромеры выделяют основные формы хромосом: метацентрические, субметацентрические, акроцентрические и изохромосомы.

Метацентрическиехромосомы отличаются тем что плечи у них одинаковой или почти одинаковой длины.Субметацентрическиехромосомы имеют плечи разной длины. Уакроцентрическиххромосом центромера расположена к близко к одной из теломер.

Изохромосомы – моноцентрические хромосомы с двумя генетически идентичными плечами, появляющиеся как результат неправильного деления центромеры после разрыва и воссоединения сестринских хроматид в области центромеры.Изохромосомаимеет одинаковые плечи в результате деления центромеры по горизонтали.Дицентрические и ацентрическиеизохромосомы образуются после разрыва сестринских хроматид вне центромерной области и воссоединения их в центрические и ацентрический фрагменты.

Хроматин - основной компонент клеточного ядра. В среднем в хроматине 40% приходится на ДНК и около 60% на белки. В структурном отношении хроматин представляет собой нитчатые комплексные молекулы дезоксирибонуклеопротеида, которые состоят из ДНК, ассоциированной с гистонами и иногда еще с негистоновыми белками. Способность к дифференциальному окрашиванию легла в основу выявления двух фракций хроматина – гетеро – и эухроматина. Хейтц, открывший это явление, нашел, что определенные участки хромосом остаются в конденсированном состоянии в течении всего клеточного цикла и назвал их гетерохроматин, а участки, деконденсирующиеся в конце митоза и слабо окрашенные – эухроматином. Гетерохроматиновые участки функционально менее активны, чем эухроматиновые, в которых и локализована большая часть известных генов. Однако, гетерохроматин имеет определенное генетическое влияние; к примеру, определяющие пол хромосомы не могут рассматриваться как генетически неактивные, хотя они часто полностью состоят из гетерохрома тина. Кроме того, установлено, что стабильность генетического выражения эухроматина обуславливается близостью к гетерохроматину.

studfiles.net

Половые хромосомы у растений - Справочник химика 21

    Существует несколько причин, по которым полиплоидия среди животных встречается реже, чем среди растений. Во-первых, полиплоидия нарушает баланс между аутосомами и половыми хромосомами, необходимый для определения пола. Во-вторых, большинство животных размножается посредством перекрестного оплодотворения единичный мутант-полиплоид не может размножаться сам по себе. В-третьих, [c.67]

    Двудомных видов мало. К ним относятся конопля, хмель, тополь, ива. У некоторых двудомных видов в клетках обнаружены половые хромосомы типа XX и XV (некоторые мхи, элодея, дрема). Генетической основой определения пола у этих двудомных растений являются X- и У-хромосомы, однако гены, ответственные за детерминацию пола, локализуются не только в половых хромосомах, но и в аутосомах (т. е. во всех других хромосомах). Тем более это относится к растениям, у которых специализированных половых хромосом нет. Гены, ответственные за определение пола, играют важную роль, позволяя клеткам по-разному реагировать на действие факторов внутренней и внешней среды. В отличие от животных процесс формирования пола в ходе онтогенеза растений может сильно меняться в зависимости от условий вплоть до превращения одного пола в другой. [c.375]

    У двудомных растений также обнаружены половые хромосомы. [c.129]

    У двудомных растений, так же как и у животных, в ряде случаев обнаружены специфические половые хромосомы. Впервые половые хромосомы у растений были обнаружены Алленом в 1917 г. при исследовании печеночного мха Sphaero- arpus. Выше было указано (стр. 35), что растения мхов всегда гаплоидны, тогда как спорофит — т. е. спорангий и его ножка — диплоидны. У вида, изученного Алленом, было обнаружено, что мужское растение имеет 7 обычных хромосом и одну маленькую точечную Y-хромосому, тогда как хромосомный набор женских растений состоит из тех же семи обычных хромосом и одной очень длинной Х-хромосомы (фиг. 52). При оплодотворении эти два хромосомных набора соединяются, и таким образом спорофит имеет набор 14А + X -Ь Y. Во время мейоза образуется 7 пар аутосом и одна пара X = У. Следовательно, половина спор получит набор 7А + X, а другая по- [c.135]

    Наследственность корпускулярна (дискретна), и каждая из родительских особей передает своему потомку одинаковое число генов, за исключением тех животных и растений, у которых имеют-ся половые хромосомы. У этих организмов вклады родителей [c.58]

    Перемещения хромосом во время митоза и мейоза осуществляются также с помощью сократительных элементов, так называемых микротрубочек. Микротрубочки — это вытянутые полые структуры длиной в несколько микрометров при диаметре всего 15—25 нм и толщине стенки около 6 нм. В микротрубочках содержится белок тубулин, изменяющий свою конфигу рацию в ответ на некоторые химические воздействия, например под влиянием ионов Са +. Микротрубочки прикрепляются к особому участку хромосом, к так называемому кинетохору, и помогают растаскивать хромосомы к противоположным полюсам клетки во время клеточного деления. Снабженные жгутиками клетки водорослей и подвижные половые клетки гаметы) различных растений движутся также благодаря сокращению микротрубочек. В поперечном сечении жгутики обычно имеют характерное строение 9 пар микротрубочек образуют кольцо, окружающее 2 пары, находящиеся в центре. Плазмалемма (а, быть может, также и тонопласт) находится в непрерывном движении. На ней возникают как бы волдыри , которыми она окружает и захватывает находящиеся снаружи частички или же крупные молекулы, после чего эти частички в процессе пино-цитоза транспортируются в цитоплазму в маленьких мембранных пузырьках. Аналогичным образом протекает и обратный процесс — выведение различных материалов из клетки наружу. [c.75]

    Отдаленная гибридизация между культурными растениями и родственными дикими видами позволяет не только расширить генетическую изменчивость культурного вида, но, что наиболее важно, и привнести отдельные ценные гены от дикого вида, отсутствующие у культурного вида. Подобные скрещивания обычно являются весьма сложным делом, поскольку между видами существуют жесткие репродуктивные барьеры. Чаще всего пыльца чужого вида не может расти на пестике и оплодотворить яйцеклетку. Если оплодотворение все же произошло, то семена получаются нежизнеспособными из-за недоразвитого эндосперма (питающего элемента семени), или из семени развиваются стерильные, не способные формировать жизнеспособные половые клетки гибриды. Между видами существуют также жесткие барьеры, затрудняющие естественную рекомбинацию. Это означает, что хромосомы межвидового гибрида, полученные от разных видов, могут отличаться по количеству и гомологии (сходству). Отсутствие гомологии между хромосомами приводит к тому, что они не способны сближаться и обмениваться отдельными участками (а следовательно, и отдельными генами) в процессе образования половых клеток. В результате становится невозможным перенос нужных ге- [c.21]

    Гибридизация соматических клеток. Следующий метод клеточной селекции — создание неполовых гибридов путем слияния изолированных протопластов, полученных из соматических клеток. Этот метод позволяет скрещивать филогенетически отдаленные виды растений, которые невозможно скрестить обычным половым путем, вызывать слияние трех и более родительских клеток, получать асимметричные гибриды, несущие весь генный набор одного из родителей наряду с несколькими хромосомами или генами, или только органеллами и цитоплазмой другого. Гибридизация соматических клеток дает возможность не только соеди-нить в одном ядре гены далеких видов растений, но и сочетать в гибридной клетке цитоплазматические гены партнеров. [c.154]

    Кроме того, среди двудомных растений найдены формы, у которых не удается различить половые хромосомы. К таким относится, например, конопля annabis). У грибов, а также у некоторых двудомных цветковых растений имеются формы, промежуточные между чисто мужскими и чисто женскими растениями. Определение пола в таких случаях сложное, и в настоящее время механизм его еще не вполне выяснен. [c.138]

    Половые клетки растения или животного содержат п хромосом. Это число широко варьирует у разных видов — от одной хромосомы до нескольких сотен, но оно постоянно для каждого вида, например у человека п 24. Когда при оплодотворении сперматозоид сливается с яйцеклеткой, образуется клетка, содержащая 2п хромосом так, для человека 2п 48 . Хромосомы половой клетки, как правило, все разные и в благоприятных случаях их можно различить по величине и форме под микроскопом. Каждая хромосома, внесенная мужской половой клеткой (за одним исключением), в основном идентична гомологична) соответствующей хромосоме, внесенной женской половой клеткой. Одна пара хромосом — половые хромосомы у многих животных, включая человека и плодовую мушку дрозофилу, — является исключением в том отношении, что в оплодотворенном яйце (или зиготе), которое разовьется в мужской организм, две хромосомы, составляющие пару, различны можно отличить Х-хромосому, внесенную яйцеклеткой, и У-хромосому, внесенную спермием. С другой стороны, зигота, которая должна дать женский организм, имеет две Х-хромосомы. Имеются спермин двух типов одни несут Х-хромосому и дают начало зиготам, развивающимся в самок, другие несут У-хромосому и образуют зиготы, дающие самцов. У птиц и бабочек гетерогаметная самка имеет хромосомы XY. Семенные растения и многие низшие животные не всегда имеют механизм определения пола типа XV. [c.105]

    Отсутствие половых хромосом у диких и культурных растений устраняет самый важный барьер на пути полиплоидии, распространенной среди них в сотни раз чаще, чем среди культурных животных, особенно млекопитающих. Наличие строгого контроля половых хромосом, свойственного животным, резко уменьшает возможности полиплоидии. В подавляющем большинстве случаев ее возникновение в гомогаметпческом поле ведет к очень редко преодолимым аномалиям баланса половых хромосом у гетерохромосомного пола, поэтому полиплоидия в эволюции высших животных представляет большую редкость. У растений, не имеющих, за известными исключениями, половых хромосом, полиплоидия возникает чаще и является важной формой эволюции растений. Надо все же заметить, что даже у растений с хромосомной детерминацией пола последняя является гораздо менее строгой, и у большинства родов растений, несущих ноло-вые хромосомы, имеются полиплоидные виды. Скорее всего это возникает потому, что наличие половой детерминации пола у растений не уподобляет их животным по нормировке непрерывности зародышевой плазмы. [c.24]

    Генетика человека опирается на общие принципы, полученные первоначально в исследованиях на растениях и животных. Как и у них, у человека имеются менделирующие, т.е. наследуемые по законам, установленным Г Менделем, признаки. Для человека, как и для других эукариот, характерны все типы наследования аутосомно-доминант-ный, аутосомно-рецессивный, наследование признаков, сцепленных с половыми хромосомами, и за счет взаимодействия неаллельных генов. Разработал Г.Мендель и основной метод генетики - гибридологический. Он основан на скрещивании особей одного вида, обладающих альтернативными признаками, и количественном анализе полученных фенотипических классов. Естественно, этот метод не может использоваться в генетике человека. [c.104]

    Анеуплоидия, или гетероплоидия, возникает вследствие изменения числа хромосом, не кратного гаплоидному набору. Об этом уже упоминалось в гл. 5, где обсуждалось нерасхождение и потери Х-хромосом у D. melanogaster. В результате нерасхождения хромосом при гаметогенезе могут возникать половые клетки с лишними хромосомами, и тогда при последующем слиянии с нормальными гаплоидными гаметами они образуют зиготы 2п- -1, или трисомики, по определенной хромосоме. Если в гамете оказалось меньше на одну хромосому, то последующее оплодотворение приведет к образованию зиготы 2п— 1, или моносомика, по какой-либо из хромосом. Полисомия и моносомия могут иметь самостоятельное фенотипическое проявление вследствие изменения соотношений доз некоторых генов или нарушения генного баланса. Так, А. Блексли и Дж. Бел-линг в 20-х годах показали, что создание трисомиков по каждой из 12 хромосом у дурмана (Datura stramonium) приводит к появлению характерного, отличного от других типа растения. В частности, это выражалось в специфическом изменении формы семенной коробочки. [c.362]

    При половом размножении растений и животных (в том числе ,Й человека) преемственность между поколениями обеспечивается Только через половые клетки — яйцеклетку и сперматозоид. Если яйцеклетка и сперматозоид обладали полным набором генети-веских характеристик (2п2с), свойственных клеткам тела, то при ИХ слиянии образовался бы организм с удвоенным набором (4п4с). Йапример, в соматических клетках организма человека содержится 46 хромосом. Если бы яйцеклетка и сперматозоид человека содержали по 46 хромосом, то при их слиянии образовалась бы зиго- Га с 92 хромосомами. В следующем поколении проявились бы по-,Томки со 184 хромосомами и т.д. [c.35]

    У всех высших растений и животных в процессе полового размножения происходит смена ядерных фаз. При оплодотворении половые клетки (гаметы) и их ядра сливаются, образуя зиготу. Отцовское и материнское ядра вносят при оплодотворении одинаковое число хромосом (п) таким образом, ядро зиготы содержит двойной хромосомный набор (2п). Иными словами, гаметы-гаплоидные клетки (т.е. клетки с одним набором хромосом), а соматические клетки-диплоидные (с двумя наборами). Поэтому при образовании гамет следующего поколения число хромосом в клетке (2и) должно уменьшиться вдвое (2и/2 = и). Совокупность процессов, приводящих к уменьшению числа хромосом, называют мейозом или редукционным делением (рис. 2.3). Мейоз - важнейший процесс у организмов, размножающихся половым путем он приводит к двум результатам 1) к перекомбинированию отцовских и материнских наследственных факторов (генов) и 2) к уменьшению числа хромосом. Мейоз начинается с конъюгации хромосом-каждая хромосома соединяется с соответствующей (гомологичной) хромосомой, происходящей от дфугого родителя. Во время конъюгации путем разрыва и перекрестного воссоединения (кроссинговера) может происходить обмен фрагментами одинаковой длины между гомологичными хромосомами. Затем следует двукратное разделение спаренных расщепившихся хромосом, и в результате образуются четыре клетки, каждая из которых имеет гаплоидное ядро. Таким образом, в процессе мейоза не только происходит перетасовка хромосом материнского и отцовского происхождения, но может произойти и обмен сегментами между гомологичными хромосомами. Оба процесса приводят к новым сочетаниям генов (к их рекомбинации). [c.24]

    Несколько легче понять данные Элькерса, полученные при скрещивании между разными видами южноафриканских растений рода Strepto arpus. Здесь также реципрокные скрещивания дают различный результат, в частности в отношении развития пыльников и пестиков. Анализируя возвратные скрещивания между Fl и обоими родителями, Элькерс смог показать, что пол у этих видов определяется равновесием между факторами, содержащимися в хромосомах и в цитоплазме. Все эти виды — гермафродиты, но у некоторых из них развитие пыльников обусловлено главным образом цитоплазмой, а развитие пестиков — хромосомными факторами. У других видов положение может быть противоположным. Поэтому, когда виды, принадлежащие к этим различным группам, скрещивают, а затем производят возвратные скрещивания, возникают различные нарушения либо в мужском, либо в женском половом аппарате. [c.369]

    В клеточном ядре на определенной стадии развития клетки становятся видимыми под миюроскояом (под обычным оптическим микроскопом) хромосомы. Это червеобразные структуры число и форма хромосом однозначно характеризуют вид растения или животного. Во всех клетках человеческого тела, кроме половых, содержится по 23 пары хромосом, всего 46 хромосом. В половых клетках их вдвое меньше 23. в сперматозоиде и 23 1В яйцеклетке. При оплодотворении, т. е. при слиянии сперматозоида с яйцеклеткой, образуется полпый набор хромосом — 46. Все последующие клетки тела возникают 1В ршультате многократных делений, начавшихся с первой зародышевой клетки. [c.256]

    Внутри ядра имеются длинные образованпя — хроматиновые нити, с трудом видимые в покоящейся клетке, т. е. существующей в период между двумя делениями. Перед делением клетки хроматиновые нити образуют палочкообразные тельца — хромосомы. Число и форма их постоянны для данного вида организмов. В соматических (не половых) клетках высших растений и животных хромосомы существуют попарно, т. е. но две копии каждого типа. Такая пара хромосом называется гомологичной, подобный пабор хромосом — диплоидным. Клетки человека содержат 23 нары хромосом (46). Из общего правила, что в клетках с диплоидным набором каждая хромосома представлена двумя копиями, имеется исключение. Оно заключается в том, что в клетках женских особей одна пара хромосом содержит две одинаковые Х-хромосомы, а в клетках мужских особой — одну X- и одну У-хромосому, отсутствующую в женских клетках. В половых клетках (гаметах) число хромосом вдвое меньше — по одной хромосоме от каждой пары. Этот набор хромосом называют гаплоидным. [c.11]

    Блексли установил, что каждый первичный мутант дурмана способен дать два вторичных мутанта, т. е. всего их может быть 24 (рис. 82). Третичные мутанты по той же формуле (2я+1) способны возникать лишь в тех случаях, когда лишняя хромосома образована сегментами, принадлежащими не гомологичным хромосомам, а хромосомам из разных пар. На рисунке 83 представлен набор хромосом дурмана с обозначением их половинок числамЕ от 1 до 24. При этом третичный мутант может иметь лишнюю хромосому, возникающую путем транслокации между хромосомами 1, 2) и (17, 18), что приводит к новым комбинациям 1, 18) и 2, 17). Соответственно этому растения будут иметь набор хромосом, определяемый формулами [2я+(/, 18)] и [2п+ 2, 17)1 что в действительности наблюдалось и было описано. [c.140]

    Принадлежность насекомых к империи ядерных соответствует признанию, что клетки их тела имеют оформленные ядра с хромосомами и другие органеллы, облеченные двухслойными биологическими мембранами. Наряду с другими свойствами, отличающими всех представителей империи (растения, грибы, животные), они противопоставляются доядерным (Prokaryota) специфичными формами клеточного деления (митоз, мейоз) и жизненными циклами, предполагающими развитие полового процесса и полового размножения. В соответствии с этим они демонстрируют признанные в генетике и биохимии стандарты, поскольку сами послужили главными объектами исследований такого рода. [c.55]

    Для каждого вида растений и животных характерны свое число и свои морфологические особенности хромосомного набора, т.е. определенный кариотип. В норме все хромосомы клеток организма эукариот парны, т. е. каждая хромосома имеет своего аналогичного по размеру, форме и особенностям расположения генов гомолога, и составляют двойной (2п), или диплоидный (от греч. dipioos — двойной), набор. Только зрелые половые клетки содержат одинарный (1п), или гаплоидный, набор хромосом (от греч. haplous — одинарный). [c.39]

    К ограниченной полом стерильности и нежизнеспособности гибридов у двудомных растений или раздельнополых животных приложимо обобщение, известное под названием правила Холдейна. Гибриды Fi от межвидовых скрещиваний у раздельнополых жи-. вотных должны состоять, во всяком случае потенциально, из гетерогаметного пола (несущего хромосомы XY) и гомогаметного (XX) пола. Правило Холдейна гласит, что в тех случаях, когда в проявлении стерильности или нежизнеспособности гибридов существуют половые различия, они проявляются чаще у гетерогаметного, чем у гомогаметного пола. У большинства животных, в том числе у млекопитающих и у двукрылых, гетерогаметны самцы мы только что упоминали о гибридной стерильности у лошадей и у дрозофилы. Из правила Холдейна имеются, однако, многочисленные исключения (см. White, 1973). [c.189]

chem21.info

Хромосомы растений

Хромосомы — участки дезоксирибонуклеиновой кислоты, обособляющиеся прн делении клеток. Число их характерно для определения вида животного или вида растений.[ ...]

Хромосомы культурных растений и их дикорастущих сородичей,—М.: Изд-во Университета дружбы народов, 1984.[ ...]

Хромосомы имеют различную форму. Это либо прямые или изогнутые палочки, либо разнообразные крючки, овальные тельца, шарики (рис. 36). Сильно варьируют они и по размерам. Каждая клетка растений данного вида содержит в своем ядре одинаковый набор (или наборы) хромосом из строго определенного числа разных, но строго определенных хромосом. У всех высших и некоторых низших растений в течение их жизненного цикла чередуются два поколения: с клетками, содержащими в ядрах однократный (гаплоидный, п) набор хромосом, и с клетками, ядра которых имеют двойной (диплоидный, 2 п) набор хромосом. Гаплоидный набор состоит из п разных хромосом, по одной каждого типа. Численная величина строго постоянна для всех гаплоидных клеток всех растений данного вида. Так, для лесной земляники это число составляет 7, для гороха — тоже 7, но для фасоли — 11, для яблони — 17, для земляной груши — 51, для сахарного тростника — 60. Диплоидный набор — это два гаплоидных, сложенных вместе. В нем по две хромосомы каждого типа. Если у гороха в гаплоидном Наборе 7 разных хромосом, то в диплоидном 7 разных пар хромосом, причем две хромосомы в пределах каждой пары одинаковы. Легко сосчитать, что для перечисленных растений диплоидный набор (2п) составляет для земляники 14, для гороха — 14, для фасоли — 22, для яблони — 34, для земляной груши — 102, а для сахарного тростника — 120 хромосом.[ ...]

Все растения полученные от гибридизации Б-16 и Пирамидального с однолетними и озимыми сортами, были однотипны, выравнены в пределах каждой комбинации и имели в соматических клетках по 42 хромосомы.[ ...]

Растения с большим объемом хромосом гибнут при острой дозе ниже 1000 рад, тогда как растения с мелкими хромосомами или малым их количеством устойчивы к дозе 50 000 рад или выше. Такая зависимость свидетельствует о том, что при увеличении хромосомной «мишени» повышается вероятность прямого «попадания» атомных «выстрелов».[ ...]

Каждый вид растения содержит определенное число хромосом, известное как 2 п, или соматическое число (2 п= = 12 у шпината, 14 у гороха, 16 у лука, 18 у капусты, 20 у кукурузы, 22 у арбуза, 24 у томатов и т. д.). Репродуктивные клетки, или гаметы, содержат гаплоидное число (п) хромосом. В вегетативных клетках хромосомы присутствуют парами, составляя соматическое число. При мейозе одна хромосома из каждой пары переходит в гаметы, снижая диплоидное число наполовину. Впоследствии оплодотворение восстанавливает диплоидное число в зиготе (оплодотворенная яйцеклетка). Таким образом, в соматических клетках диплоидных растений каждый геи присутствует попарно. Отдельный ген, например С и его аллель с, может присутствовать в любом из трех сочетаний — СС, Сс или сс. Растение, содержащее два идентичных гена СС или сс, является гомозиготным по аллелям. Растение будет гетерозиготным, если аллели различны, например Сс.[ ...]

Гаплоидные растения высокостерильны, поскольку их хромосомная структура препятствует нормальному течению мейоза. В профазе мейоза в ядрах гаплоидов можно наблюдать образование петель в результате соединения сегментов одной и той же хромосомы, а также неправильное или частичное соединение различных хромосом (рис. 68).[ ...]

Поскольку растения содержат тысячи генов, но лишь ограниченное число хромосом, очевидно, каждая хромосома должна содержать много генов. Гены в каждой хромосоме сгруппированы не случайно, они имеют тенденцию наследоваться вместе. Это состояние известно как сцепление генов. Между физическим притяжением генов и интенсивностью или силой их сцепления имеется зависимость. Набор генов в хромосомах связан с подлинным обменом хромосомного вещества в мейозе.[ ...]

У бактерий, таких, как E. coli, хромосома содержит 10° пар нуклеотидов, что соответствует примерно 1000 генам, тогда как ядра растений и животных содержат гораздо большие количества ДНК. Следовательно, ДИК, содержащейся в ядре Vicia faba, достаточно для кодирования около 25-106 генов.[ ...]

Однако у многих раздельнополых растений, беспозвоночных, животных, рыб, птиц и всех млекопитающих различия между хромосомами мужских и женских особей связаны не с количеством хромосом, а с их качественным составом. Например, соматические клетки мужских и женских особей Б. те1аш аз1ег несут по четыре пары хромосом. Как у самцов, так и самок три пары хромосом являются одинаковыми и их называют аутосомами, но члены четвертой пары у самцов и самок неодинаковы по строению, ибо у самок оба члена этой пары являются прямыми палочковидными образованиями (Х-хромосомы), тогда как у самцов один член пары является прямым палочковидным образованием (Х-хромосома), а второй — изогнутым (У-хромосома). Все одинаковые хромосомы у самцов и самок называют аутосомами (А), тогда как хромосомы X и У получили название половых хромосом. Все яйцеклетки плодовой мушки несут четыре хромосомы (ЗА+Х), из которых три являются аутосомами, четвертая — Х-хромосомой. Напротив, сперматозоиды.также обладают четырьмя хромосомами, но они наполовину несут Х-хромосому (ЗА+Х) и наполовину — У-хромосому (ЗА+¥). Оплодотворение любой яйцеклетки сперматозоидом, обладающим Х-хромосомой, дает начало зиготе женского типа (6А+ХХ), тогда как оплодотворение любой яйцеклетки сперматозоидом, обладающим У-хромосомой, дает начало зиготе мужского типа (6А+ХУ).[ ...]

Совокупность генов, локализованных в хромосомах гаплоидного набора, называют геномом, нередко этим термином обозначают комплекс ядерно-генетических свойств клетки (организма). Число геномов, состоящих из различающихся по форме и величине гомологичных хромосом, можно определять по морфологическим признакам последних. Число хромосом — один из наиболее постоянных признаков при определении таксономического положения видов растений и животных. Закон специфичности числа хромосом был сформулирован впервые Т. Бовери в 1909 г. Начиная с этого времени морфологию хромосом стали использовать наряду с другими признаками в систематике. В некоторых случаях этим методом удавалось разрешить сложные таксономические проблемы.[ ...]

Необходимо отметить, что у большинства растений Е2(В1) мейоз имеет много нарушений в результате различных причин: общей перегрузки ядра и в таких условиях слабым проявлением гомеологичности геномов пырея Е1Е2. В тех случаях, когда многие хромосомы Е1Е2 остаются унивалентными в дополнение к унивалентам В1, они создают много нарушений, что ведет к образованию нежизнеспособных макро- и микроспор. В результате многие растения имеют очень слабую фертильность. Это простейший путь формирования растений типа многолетней пшеницы, которые имеют полный хромосомный комплекс пшеницы и дополнительно геном пырея, т. е. ААВВББЕЕ. Часто процесс формирования 56-хромосомных пшеничио-пырейных гибридов протекает более сложно. Особенно часты отклонения за счет недостаточно стабильной конъюгации хромосом геномов Е1Е2; иногда возникает недостаток или избыток этих хромосом. Но в конце концов с каждой новой генерацией в результате лучшей жизнеспособности гамет типа АББЕ! увеличивается и количество растений со стабильным октоплоидным числом хромосом.[ ...]

В большинстве случаев у видов двудомных растений женские растения в половой, паре имеют две идентичные хромосомы X гг X, мужские — гетерохромосомы X и Y, у двух типичных двудомных видов — конопли Cannabis sativa L. и шпината Spinacia oleracea L.— главные гены, определяющие сексуализацию, находятся в этих хромосомах [Frankel, Galmi, 1974]. Таким образом, генетический контроль определения пола у данных растений выявляется весьма четко и в настоящее время пи у кого по вызывает сомнений.[ ...]

Аномалии могут возникать при действии на растения и других химических и физических (радиационное, ультрафиолетовое, катодное и рентгеновское излучения) мутагенов. Большое число исследований посвящено изучению разрушительного и преобразовательного действия лучей Рентгена. Как известно, нормальный митоз отличается двуполярностью митотического аппарата, при применении же больших доз Рентгена отмечаются его монополярность и мультиполярность. В результате возникает асимметрия ядер, которая может достигать самых крайних пределов, когда диаметр одного ядра в несколько раз превышает диаметр другого. Добавочные ядра (микронуклеусы) образуются в результате пикноза, т. е. склеивания хромосом, который может быть частичным или полным. В случае полного пикноза хромосомы сливаются в бесформенные клубки и разрушаются. При неполном пикнозе в анафазе образуются мосты из хромосом, а также происходит неправильное их распределение (рис. 89).[ ...]

Рассмотрим это на примере с геномными формулами. Растения РгСВО дают гаметы, имеющие геномную структуру АВБЕВ2 (от 0 до 7). При оплодотворении их гаметой мягкой пшеницы с геномами АВВ возникают растения Р3(В2), которые имеют следующую геномную структуру: АА +ВВ + ВВ + Е(от 0 до 7) и В2 (от О до 7). Хромосомы геномов Е и В2, как не имеющие партнеров, будут элиминироваться уже при образовании гамет Р3. И в следующем, четвертом поколении многие растения будут иметь геномную структуру АА + ВВ + ВВ, т. е. это будут растения типа мягкой пшеницы, у которых еще содержатся единичные хромосомы геномов В2 и Е и поэтому сохранятся некоторые черты пырея. Но в дальнейшем и эти пырейные хромосомы будут элиминироваться. Пырейный наследственных! материал у пшенично-пырейных гибридов типа мягкой пшеницы может сохраняться в форме отдельных пырейных сегментов в пшеничных хромосомах, илит как теперь отмечают некоторые исследователи, отдельные пырейные хромосомы могут быть в пшенично-пырейных гибридах как дополнительные пли заменяющие пшенпчные хромосомы. Но во всех этих случаях растення относятся к типу однолетних мягких пшениц, а пырейные признаки у них проявляются в слабой форме.[ ...]

Вместе с тем данные генетических исследований на растениях и животных, а также на хромосомах слюнных желез Drosophila, где каждый диск, вероятно, соответствует одному гену, показывают, что число функциональных генов, кодирующих белки, не превышает нескольких тысяч. Представляется также удивительным, что очень близкие виды растений сильно различаются по содержанию ДНК. Так, клетки Vicia faba содержат в 7 раз больше ДНК, чем близкородственный вид V. sativa, хотя не ясно, зачем первому виду необходимо большее число генов.[ ...]

Политения обнаружена в семяпочках покрытосеменных растений. Политенные хромосомы найдены и изучаются в ядрах эндосперма, синергид и антипод представителей различных семейств растений. Они описаны в ядрах эндосперма некоторых видов семейства Роасеае (Zea mays, Hordeum vulgare), в эндосперме и синергидах рода Allium семейства Liliaceae, в эндосперме и клейких волосках завязи Bryonia dioica семейства Cucur-bitaceae, а также в подвесках представителей семейства Faba-сеае (род Phaseplus).[ ...]

Клеточные органеллы. Эти структуры представлены ядром, хромосомами, ядрышком, центриолями, митохондриями, рибосомами, лизосомами. Они характерны за некоторыми исключениями как для клеток животных, так и для клеток растений.[ ...]

В опытах Корреиса [Correns, 1906] со скрещиванием мужских и женских растений брионии двудомной (Brionia dioica) между собой и с растениями однодомной брионии (Brionia alba) была впервые доказана генетическая основа определения пола. Дальнейшие исследования в этом направлении привели к открытию половых хромосом, или гетерохромосом, обозначаемых как X- и Y-хромосомы [Морган, 1937]. Существование такого хромосомного механизма определения пола позволяет регулировать число мужских и женских особей у многих видов организмов.[ ...]

Основу исследований Г. Менделя, которые проводились, когда еще не были известны хромосомы, составляют скрещивания и изучение гибридов садового гороха. Г. Мендель начал исследования, располагая 22 чистыми линиями садового гороха, которые имели хорошо выраженные альтернативные (контрастирующие) различия между собой по семи парам признаков, а именно: форма семян (круглые —шероховатые), окраска семядолей (желтые — зеленые), окраска кожуры семян (серая — белая), форма бобов (выполненные — морщинистые), окраска незрелых бобов (зеленые — желтые), расположение цветков (пазушные — верхушечные), высота растения (высокие — карликовые).[ ...]

Изложенные материалы свидетельствуют о стерильности М 2 по мужской линии, подобно растениям, обладающим ЦМС. Но у нас нет оснований считать стерильность М 2 цитоплазматической, так как при создании этой пшеницы мягкая пшеница была опылена А. glaucшn, и, таким образом, хромосомы пырея были включены в цитоплазму пшеницы, а затем при беккроссе Е1 с пшеницей хромосомы пшеницы включались в цитоплазму гибрида, который своим источником имел цитоплазму пшеницы. Но несмотря на это, можно уже теперь с полной уверенностью предположить, что пырей, участвовавший в создании М 2, представляет интерес как новый источник получения форм с мужской стерильностью.[ ...]

В мейозе (последовательные деления клеток при формировании гамет) число хромосом уменьшается вдвое. Хромосомы в обычной вегетативной клетке высших растений, как правило, располагаются парами, образуя соматическое число. Обе хромосомы в паре (гомологи) морфологически подобны и содержат однотипные гены, хотя в результате некоторых отклонений (мутаций) гены внутри пары могут оказаться неидентичными. Генетическая изменчивость живых организмов обусловливается различными сочетаниями генов. Половой процесс — э о механизм, обеспечивающий такую перегруппировку и рекомбинацию генетических факторов, которая позволяет организмам приспосабливаться к изменяющимся условиям среды. Перегруппировка генетических факторов между и внутри хромосом совершается путем мейоза; рекомбинация завершается оплодотворением (см. гл. 10).[ ...]

Как было описано выше, первое поколение пшенично-пырейных гибридов имеет почти полное сходство с пыреем: растения: многолетние, мощные, их колос узкий, очень рыхлый с ломким стержнем. Для преодоления стерильности и окультуривания их колоса необходимо Р1 опылить искусственно пыльцой пшеницы, или фертильных пшенично-пырейных гибридов старших поколений, или предоставить Е1 свободному опылению указанных растений. Число завязывающихся зерновок у р! составляет доли процента с широким варьированием в зависимости от комбинации скрещивания, условий среды во время микро- и макроспорогенеза и цветения, а также от наличия в изобилии во время цветения соответствующей пыльцы у растений, окружающих первое поколение пшенично-пырейных гибридов.[ ...]

В клетках некоторых тканей при их развитии происходит незавершенный митоз: материал хромосом в ядрах удваивается, хромосомы делятся пополам, но, вместо того чтобы образовать два ядра, остаются в исходном ядре. С этого момента оно заключает в себе не диплоидный, а тетраплоидный (четверной) набор хромосом. Процесс, ведущий к подобному удвоепию хромосом внутри одного ядра, называется эндомитозом — внутренним митозом. Если он происходит с одним ядром дважды, то оно становится октоплоидпьтм (восьмикратным) набором и т. д. Клетки, ядра которых несут в себе больше двух наборов хромосом, называются полиплоидными, т. е. многоплоидными. Полиплоидия клеток в ряде случаев повышает их жизнеспособность, поскольку каждый ген дублируется несколькими другими такими же генами. Однокачественные гены действуют в унисон, и повреждение какого-нибудь из них пе ведет к выпадению определяемого им признака, так как компенсируется работой остальных однородных генов. Во многих случаях полиплоидные клетки крупнее и богаче содержимым, чем диплоидные. Выведены сорта полиплоидных культурных растений, которые обладают повышенными хозяйственными качествами.[ ...]

Открытие нерасхождения хромосом явилось окончательным доказательством в начале нашего века того, что гены локализованы на хромосомах. Однако теперь, когда с тех пор прошло много времени и когда к этому открытию возможен другой подход, можно сформулировать другое заключение. Фундаментальное значение открытия нерасхождения хромосом состоит в том, что оно положило начало изучению хромосомных мутаций и их механизмов. Можно добавить также, что оно означало объединение генетики и цитологии, т. е. формирование цитогенетики, оказавшейся в наше время исключительно плодотворной при изучении наследственности и наследственной патологии животных, растений и особенно человека (см. гл.[ ...]

Конъюгация хромосом обычно включает три хромосомы каждого типа (тривалентная конъюгация). При первом делении хромосом в мейозе две из них отходят к одному концу клетки, остальные к другому. Поскольку наборы хромосом тривалентов независимы между собой, число хромосом в формирующихся гаметах может составлять от п до 2п. Рассмотрим, например, шпинат, у которого п=6. В трип-лоиде (Зге = 18) в анафазе I мейоза возможны следующие типы набора хромосом: 6 — 12, 7 — 11, 8—10 и 9—9. При биномальном распределении образуется семь типов гамет, которые можно выразить числом хромосом (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12), встречающиеся с частотой 1 : 6 : 15 : 20 : 15 : 6 : 1. Только 2/64 гамет содержат гаплоидное или диплоидное число хромосом (п или 2п). Поскольку число хромосом в растениях возрастает, частота гамет п и 2/г в триплоидах становится очень малой. Гаметофиты, имеющие несбалансированное число хромосом, или нежизнеспособны, или имеют низкую фертильность. Следовательно, триплоиды обычно полностью стерильны. Их можно размножать вегетативно (например, груша и яблоня) или ежегодно создавать вновь путем скрещивания тетраплоидов с диплоидами (например, бессемянный арбуз).[ ...]

Мейоз при образовании пыльцы и зародышевого мешка у гаплоидов протекает с большими нарушениями, что способствует стерильности гамет. У таких растений хромосомы в метафазе первого деления мейоза при микроспорогенезе остаются унива-лентами, располагаются неправильно и неравномерно расходятся в анафазе первого деления, вследствие чего образуются ядра с разными числами хромосом. Отмечены случаи возникновения реституционных ядер в результате выпадения редукционного деления и образования диад с диплоидным числом хромосом.[ ...]

Для выяснения вопроса о том, какие гаметы и с каким числом хромосом являются жизнеспособными, были проведены анализирующие скрещивания. Цветки растений первого поколения опыляли пыльцой мягкой пшеницы, у которой имеется определенное число хромосом (2и = 42). Полученные таким образом семена и затем растения Г2(В!) имели в соматических клетках 2гс = 63±1—2 хромосомы. Это подтвердило наше предположение » том, что жизнеспособными яйцеклетками являются те, которые-имеют реституционное ядро, т. е. ядро с нередуцированным числом хромосом, равным 42.[ ...]

Первое поколение гибридов, полученных от скрещивания A. glaucum с A. repens, по морфологическим признакам является промежуточным. Это очень мощные многолетние растения, высотой от 120 до 155 см с длинными ползучими корневищами, дающими большое число генеративных побегов (рис. 16). В соматических клетках гибрида, как и у обоих его родителей, содержится 42 хромосомы. Гибриды первого поколения частично плодовиты. В колосьях гибридов первого поколения встречается небольшое число цветков с нормально развитыми яйцеклетками. При просмотре колосьев гибридов иногда удается найти хорошо сформированные зерновки. Например, в 107 колосьях одного из гибридных растений Fi было найдено 20 зерен, завязавшихся, по-видимому, от свободного опыления пыльцой пыреев, растущих в питомнике в непосредственной близости от гибридов (рис. 17).[ ...]

С широким внедрением в сельское хоз-во гербицидов Появилась необходимость всестороннего их изучения и, в частности, изучения их влияния на наследственный аппарат растений, носителем кото poro являются хромосомы.[ ...]

Второе деление мейоза также протекает с большими отклонениями от нормы, особенно это сказывается на образовании микроядер, причем некоторые из них образованы многими хромосомами. Пыльца пустая, абортивная, но среди пустой пыльцы наблюдаются отдельные пыльцевые зерна, выполненные цито-тшазмой. При просмотре пыльцы под микроскопом в ацетокармине такие пыльцевые зерна хорошо красятся и в них можно видеть вегетативное ядро и два спермия. Но эти нормальные пыльцевые зерна остаются недеятельными, так как пыльники с малым количеством нормальной пыльцы кожистые и не растрескиваются. При вскрытии их пинцетом или препаровальной иглой и нанесении содержимого на рыльце цветков пшеницы завязываются семена, но в небольшом числе. Однако у отдельных гибридных растений иногда наблюдается растрескивание пыльников, в которых находится до 60% нормально выполненных цитоплазмой, хорошо окрашивающихся в ацетокармине пыльцевых зерен.[ ...]

Анализ длины главного колоса показал, что степень выраженности этого компонента продуктивности находится в зависимости от хромосомного состава 7 гомеологичной группы: в хромосоме 7В локализован ген (или гены), редуцирующий (е) длину колоса у растений. Выявлено положительное влияние на длину колоса 1А и 2А хромосом, однако наблюдаемый эффект статистически достоверен лишь по некоторым парам сравнения.[ ...]

На второй год жизни у гибридов, подвергавшихся действ; колхицина, кроме амфидиплоидных побегов, были и неизмеш ные, диплоидные. В соматических клетках амфидиплои содержится 84 хромосомы.[ ...]

Исключительное значение имеет биология цветения многолетних пшениц. Многие пшеннчно-пырейные гибриды, в том числе первые многолетние пшеницы, цветут открыто. И если с окружающих пшеничных растений пыльца попадает на рыльце цветков многолетней шпенпцы, происходит их оплодотворение. Таким образом, возникают гибриды между многолетней п мягкой пшеницей, у которых нарушена сбалансированность геномов и пырейные хромосомы элиминируются. Вместе с тем теряются и все пырейные признаки и, в первую очередь, многодетность. Поэтому перед нами стояла задача создать самоопыляющиеся многолетние пшеницы, чтобы при посеве в производственных условиях, где, как правило, большие площади заняты мягкой пшеницей, сорта многолетней пшеницы сохраняли бы все присущие ей черты. И такие самоопыляющиеся сорта нами получены.[ ...]

Геном эукариотов. Геном эукариотов по своим размерам больше генома E. coli лишь в 2-10 раз, однако ДНК в нем значительно больше. Установлено, что помимо «работающей» ДНК, т. е. помимо эксо-нов и интронов, в хромосомах клеток эукариот, в частности в гетерохроматиновых районах хромосом содержится много ДНК, которая является излишней, т. к. не транскрибируется. Такую ДНК называют сателлитной или «эгоистической (от англ. selfish — эгоистичный). Количество некодирующей ДНК у разных организмов является различным. Например, у дрожжей оно составляет 30% от общего количества ДНК, у насекомых — 67%, у цветковых растений (ара-бидопсис) — 69%, у нематод — 75%, у человека — 73-91%.[ ...]

Ни нуклеиновые кислоты, ни белки в отдельности не являются субстратами жизни. В настоящее время считают, что субстратом жизни являются нуклеопротеиды. Они входят в состав ядра и цитоплазмы клеток животных и растений. Из них построены хроматин (хромосомы) и рибосомы. Они обнаружены на протяжении всего органического мира — от вирусов до человека. Можно сказать, что нет живых систем, не содержащих нуклеопротеидов. Однако важно подчеркнуть, что нуклеопротеиды являются субстратом жизЯи лишь тогда, когда они находятся в клетке, функционируют и взаимодействуют там. Вне клеток (после выделения из клеток) они являются обычными химическими соединениями. Следовательно, жизнь есть, главным образом, функция взаимодействия нуклеиновых кислот и белков, а живым является то, что содержит само-воспроизводящую молекулярную систему в виде механизма воспроизводства нуклеиновых кислот и белков.[ ...]

Эндоспермальные гаустории способствуют повышению интенсивности обмена веществ во время роста и развития зародыша, так как облегчают приток питательных веществ в зародышевый мешок из окружающих тканей материнского растения. Ядра эндосперма и его гаусториев нередко становятся полиплоидными в результате следующих друг за другом эндомитозов. В них обнаружены также политенные хромосомы.[ ...]

Блексли установил, что каждый первичный мутант дурмана способен дать два вторичных мутанта, т. е. всего их может быть 24 (рис. 82). Третичные мутанты по той же формуле (2л+1) способны возникать лишь в тех случаях, когда лишняя хромосома образована сегментами, принадлежащими не гомологичным хромосомам, а хромосомам из разных пар. На рисунке 83 представлен набор хромосом дурмана с обозначением их половинок числами от 1 до 24. При этом третичный мутант может иметь лишнюю хромосому, возникающую путем транслокации между хромосомами (1, 2) и (17, 18), что приводит к новым комбинациям (1, 18) и (2, 17). Соответственно этому растения будут иметь набор хромосом, определяемый формулами [2я+ (1, /5)] и [2п+(2, 17)], что в действительности наблюдалось и было описано.[ ...]

Опубликовано много работ о передаче устойчивости против грибных заболеваний от пырея пшенице путем транслокаций у хромосом, принадлежащих разным родам. Однако во всех случаях исследователи применяли воздействие ионизирующими излучениями на гибридные растения для получения транслокаций между хромосомами, принадлежащими к разным родам (например, Triticale и Secale, Triticum и Agropyron и т. п.).[ ...]

И если обычные диплоидные растения шелковицы имеют в соматических клетках 28 хромосом (2га—28), то сейчас узко известии полиплоиды с 308 хромосомами (2л= ЗОВ).[ ...]

Полиплоидный ряд может быть образован как сбалансированными, так и несбалансированными типами хромосомных чисел (рис. 71). Большая плоидность среди растений встречается крайне редко. Приведенные обозначения характеризуют число хромосом в соматических клетках растений; так, у диплоидного колокольчика круглолистного (Campanula rotundifolia) в соматических клетках содержится 34 хромосомы, а у тетраплоидно-го — их 68.[ ...]

Именно так действуют антидоты, активирующие защитные системы кукурузы. В однодольных сорняках такая защитная система не действует, и они погибают. Прежде всего соединения этой группы подавляют митоз. Наиболее характерный симптом их действия — подавление роста проростков и деформация верхушек побегов. В метафазе хромосомы связываются с этими нитями и определенным образом ориентируются). При участии глутатиона БН-группы окисляются, образуя мостики — Б—Б.[ ...]

Раскрытие роли ДИК в передаче наследственных свойств представляется одним ил основных достижений современной биологии. Перечислим основные факты, подтверждающие, что именно это соединение является носителем паследстьеииой информации. 1. В половых клетках содержание ДНК в два раза меньше, чем в соматических. 2. Большая часть ДНК содержится в ядре и локализована в хромосомах. 3. ДИК представляет собой очень устойчивое соеднпекие. Вместе с тем воздействия, которые выпивают изменения в структуре ДНК (некоторые химические вещества, облучение и др.), изменяют наследуемые признаки организма. А. ДНК—единственное из известных веществ, способное к самовоспроизведению. 5. ДИК ответственна за изменение (трансформацию) оргапизмов. Это было доказано Эвери (1944) на эксперименте с двумя формами бактерий (пневмококков). Одна из пих обладала способностью образовывать капсулу п вызывать заболеваппе. Вторая форма не образовывала капсулы и не вызывала заболевапия. Оказалось, что после проникновения ДНК, выделенной пз вирулентных (вызывающих заболевание) клеток, некоторое количество клеток невкрулентпой формы образовало капсулу, причем эта способность передавалась по наследству. Естественно, на целых организмах высших растений такие опыты провести сложнее. Имеются лишь единичные результаты. Это был мутапт, потерявший способность образовывать антоциан. Цветки оказались розовыми, и эта способность передавалась по наследству. Опыты с высшими организмами единичны, однако сам факт возможности трансформации оргапизмов с помощью чужеродной ДНК пе вызывает сомнешш.[ ...]

Решающее прямое доказательство генетической рюли ДНК было обеспечено разработкой методов генной инженерии, создавшей возможность конструирования рекомбинантных молекул ДНК с заданными свойствами. К настоящему времени возможности генной инженерии показаны на примере клонирования многих генов самых различных организмов. Что касается косвенных доказательств, то они известны очень давно и их несколько. Для ДНК характерна специфичность локализации в клетках, поскольку она обнаруживается только в ядрах клеток (хромосомах), митохондриях (у животных) и хлоропластах (у растений). У многих микроорганизмов ДНК локализована только в ядерной области (нуклеоиде) или в цитоплазме в виде плазмид. Для организмов каждого вида характерно определенное количество ДНК на клетку (табл. 10).[ ...]

Значительные аномалии в течении мейоза обнаруживаются и в материнских клетках макроспор. Отличаясь неполным набором хромосом, они, естественно, нежизнеспособны и вскоре погибают. Возникновения вполне нормальных жизнеспособных спор у этих растений ожидать трудно, поскольку появиться они могут лишь в исключительных случаях, когда при первом делении мейоза все хромосомы группируются у одного полюса, в результате чего формируется ядро с гаплоидным числом хромосом. Изредка у гаплоидных растений можно наблюдать более или менее нормальное течение мейоза с образованием бивалентов.[ ...]

Итак, получить последующие поколения от гибридов многолетних пшениц с сортами озимой мягкой пшеницы легко, но эти гибриды не несут или почти не несут признаков пырея. Они по морфобиологическим признакам почти не отличаются от сортов озимой пшеницы и по образу жизни являются типично однолетними, относящимися к Т. аев1лушп. Только отдельные, главным образом, моногенные признаки иногда могут сохраняться от многолетней пшеницы. Поэтому улучшить колос многолетней пшеницы путем скрещивания ее с озимой пшеницей, как мы предполагали ранее, не представляется возможным. Это объясняется элиминацией пырейных хромосом, начиная с анафазы I у растений первого поколения. У гибридов второго и третьего поколения только в отдельных случаях можно наблюдать добавленные хромосомы к полному хромосомному комплексу пшеницы (2га = 42± ±1 — 2). У старших поколений этих гибридов сохраняются из пырейных признаков, присущих многолетней пшенице, лишь физиологические, которые детерминируются генами или блоками генов, находящихся в отдельных сегментах пырейных хромосом, включенных в пшеничные. Многодетность, являющаяся полиген-ным признаком, не может быть обеспечена единичными сегментами пырейных хромосом, включенными в пшеничные у рассматриваемых 42-хромосомных гибридов.[ ...]

И все же известно, например, что у кукурузы имеются гены, очевидно обладающие некоторыми чертами регуляторных генов. Так, локус генома кукурузы, названный Dissociation Dis), по-видимому, находится под контролем другого локуса Activator Ас) и в отсутствие последнего не может функционировать. Например, в некоторых случаях Dis обусловливает такое поведение гена С, детерминирующего окраску алейронового слоя в зернах, как если бы это был его рецессивный аллель, с, и алейроновый слой становится бесцветным. Таким образом, Dis, очевидно, подавляет активность гена С. На основании этих и других наблюдений Мак-Клииток предположила, что хромосомы высших растений содержат как гены, так и «контроллеры», регулирующие активность генов. ...[ ...]

ru-ecology.info

Растения, животные и хромосомы

Когда я рассматриваю все существа не как результаты отдельных актов творения, а как прямых потомков немногих существ, живших задолго до отложения первых пластов кембрийской системы, они облагороживаются в моих глазах. Судя по прошлому, мы можем с уверенностью заключить, что ни один ныне живущий вид не передаст своего неизменного подобия отдаленному потомству…

Мы можем даже настолько далеко пророчески заглянуть в будущее, чтобы предсказать, что наиболее обыкновенные и широко распространенные виды, принадлежащие к господствующим группам в пределах каждого класса, окончательно возьмут верх и породят новые господствующие виды. Так как все современные формы жизни являются прямыми потомками тех, которые жили задолго до кембрийской эпохи, то мы можем быть уверены, что обычная последовательность поколений ни разу не была прервана и что никогда никакие катаклизмы не опустошали всю Землю. Отсюда мы можем с доверием рассчитывать на безопасное и продолжительное будущее.

Усложненность кембрийской фауны означает, что «взрыв» в фанерозое стал возможен благодаря бесчисленным предшествовавшим биохимическим усовершенствованиям у мягкотелых организмов. Для самого фанерозойского зона характерны гораздо более наглядные эволюционные тенденции, о которых можно судить, изучая ныне живущие организмы и сопоставляя их с ископаемыми находками. К выдающимся эволюционным феноменам, появившимся в последние 500 млн. лет, относятся агрегация тканей, дифференцировка органов и систем органов, сложные формы полового диморфизма, полиморфные жизненные циклы, достижение огромных размеров, переходы из водной среды обитания в наземную и воздушную, а также сложные поведенческие взаимодействия особей одного вида и социальная организация. Эти феномены в фанерозойское время важнее любых новшеств на клеточном уровне. Имеются данные о том, что по мере возникновения новых уровней биологической, а затем и социальной организации темп эволюции ускорялся. Подобно тому как новые тканевые паразиты и симбионты не могли возникнуть, пока не сформировались подходящие хозяева, так и сложные феномены зависели от клеточных и других усовершенствований, которые им предшествовали на более низких уровнях организации. Для обширных биосинтетических путей метаболизма у растений нужна была предварительная эволюция полигеномных растительных клеток; системы циркуляции жидкостей у животных и сосудистых растений могли сформироваться только на основе субстратов, созданных предшествующей эволюцией структурных материалов-хряща, кости и лигнина. Животные и растения фанерозоя смогли заселить Землю только благодаря тому, что уже имелся мир, подготовленный эволюцией наземных, подземных, воздушных и водных сообществ микроорганизмов, которые господствовали на протяжении трех предыдущих эонов.

Сама клеточная эволюция не прекратилась, хотя стала менее заметной. Симбиозы все еще играли важную роль в происхождении новых групп, таких как цикадовые — шишконосные растения, в корнях которых поддерживаются симбиотические ассоциации с цианобактериями из порядка Nostocales. Репликативная природа генетических детерминантов ундулиподий (центров-организаторов микротрубочек, ЦМ) позволяет создать разумную схему для объяснения ряда эволюционных феноменов фанерозоя, например понять клеточную основу определенных эпизодов видообразования у растений и животных. Явления адаптивной радиации, связанные с полиплоидией (у растений) и кариотипическим расщеплением (у животных), могут быть поняты как сдвиги отношения нуклеоцитоплазма/ЦМ, сравнимые с вариациями отношения хозяин/симбионты.

Митоз — это поддержание нормального соотношения 1/1 между нуклеоцитоплазмой и ЦМ. Мейоз, как впервые предположил Кливлэнд, возник в результате неразделения кинетохора, а затем контролируемого пропуска его репликации, которая в норме сопутствует репликации хроматина, т. е. в результате установления соотношения 2/1 между хроматином и кинетохорами (ЦМ). Хотя широкая распространенность спаривания соматических хромосом могла эволюционно предшествовать кроссинговеру между мейотическими гомологами, мейоз, вероятно, был вначале подхвачен отбором потому, что он избавлял диплоидные клетки от избытка хроматина. Диплоидизация происходила, когда родственные клетки были вынуждены сливаться, вероятно, первоначально в актах каннибализма, который обычен у протестов. Благодаря генетической комплементации продукты слияния лучше выдерживали воздействие факторов отбора, чем соответствующие гаплоиды. Подавление репликации всех имеющихся в клетке кинетохоров в течение одного клеточного деления — это изящный и эффективный механизм, освобождающий каждую клетку в точности от одного гаплоидного набора хромосом.

Нарушения численных соотношений кинетохор/хромосома, по-видимому, лежат также в основе более поздних эволюционных феноменов. Для нескольких групп млекопитающих, испытавших эпизоды поразительно обильного видообразования, имеются отличные ископаемые летописи. Н. Тодд отметил поразительную корреляцию между этими процессами адаптивной радиации, с одной стороны, и увеличением числа и уменьшением размеров хромосом (в обоих случаях примерно вдвое) с другой. В хорошо аргументированных статьях он высказал предположение, что основой таких эпизодов видообразования у млекопитающих служит кариотипическое расщепление (karyotypic fissioning) и что эти хромосомные изменения преадаптировали соответствующие эволюционные линии млекопитающих к адаптивным радиациям, наступающим в результате географической или иной изоляции. Кариотипическое расщепление — это удвоение кинетохоров, приводящее к разрыву каждой хромосомы на две половинки. Его можно рассматривать как результат изменения отношения нуклеоцитоплазма/МЦ или хроматин/кинетохор от 1/1 до 1/2. Экстрарепликация кинетохоров приводит к образованию двух полухромосом только у медиоцентрической хромосомы; акроцентрические хромосомы остаются неизмененными. Уже изучено так много кариотипов и ископаемых историй млекопитающих, что можно более обоснованно судить об эволюционных отношениях между этими животными. Тодд пишет следующее: «…преобладало мнение, что эволюция кариотипа происходит в направлении от больших диплоидных чисел с обилием акроцентрических хромосом к малым диплоидным числам и увеличению числа элементов (хромосом) с субтерминальными центромерами. Для объяснения необходимых преобразований обычно привлекалась гипотеза центрического слияния Робертсона. Однако по мере накопления кариологических данных эта теория становится все более несовместимой с классическими филогениями млекопитающих, основанными на данных сравнительной анатомии и палеонтологии. Поэтому следует рассмотреть альтернативную теорию, по которой из метацентрической хромосомы в результате расщепления центромерных участков образуются два маленьких телоцентрика, а кариотип эволюционирует от малых диплоидных чисел к большим; эта теория заслуживает внимания, несмотря на недостаточность цитологических данных о механизме, лежащем в основе расщепления».

Фактически, согласно представлениям об истории клетки, такие цитологические механизмы существуют, хотя в литературе по эволюции млекопитающих они не обсуждались. Большую часть дискуссий об отношениях хроматин/кинетохор следует искать в литературе по протозоологии, цитологии и ультраструктуре; однако представление о том, что предками кинетохора (ЦМ) были свободноживущие симбиотические спирохеты, либо игнорируется, либо одобряется без обсуждения. Между тем теория Тодда полностью согласуется с независимой, но координированной репликацией хроматина и ЦМ.

Расщепление рассматривается как редкое событие, происходящее в сперматогенезе у всех хромосом одной клетки, которой суждено дать начало одной особи. Теория не требует, чтобы после каждого нового расщепления все новые хромосомы включались в кариотип всех особей популяции. Например, крупные Х-хромосомы несут много коадаптированных групп сцепленных генов, которые существенно влияют на столь большое число функций млекопитающих, что они не смогли бы перенести расщепления; поэтому в новых популяциях эти хромосомы остаются неизмененными. Данные о кариотипическом расщеплении в эволюции хищных, например при видообразовании в семействе собачьих, подкрепляют идеи Тодда. Кариотипическое расщепление как внутренний механизм изоляции, играющий важную роль в видообразовании млекопитающих, и далее будет оставаться предметом тщательного исследования.

Возникновение новых видов растений путем полиплоидизации тоже можно рассматривать как подавление репликации ЦМ при делении цитоплазмы. При формировании полиплоидов хроматин и кинетохоры реплицируются, но цитокинез не наступает. Вероятно, это обусловлено тем, что в клетке не образуются центриоли или эквивалентные им центриолярные ЦМ, а значит, и митотические веретена. Обычно при этом два новых полных диплоидных кариотипа оказываются внутри одной ядерной мембраны, т. е. из диплоида получается тетраплоид (4N). Последующая дифференциация хроматина приводит к новому кариотипу (2 N"). Подобно кариотипическому расщеплению, полиплоидизация служит преадаптацией к эпизодам видообразования.

У животных кариотипическое расщепление более распространено, чем полиплоидизация, так как оно гораздо меньше нарушает их облигатную диплоидность. Особи, возникающие в результате расщепления, отличаются от своего ближайшего предка только числом групп сцепления и кинетохоров; генетический материал остается тем же самым как в количественном, так и в качественном отношении, просто он организуется в большее число групп сцепления. Вероятно, расщепление лежит в основе адаптивных радиаций гоминоидов и представителей рода Cercopithecus. Полиплоидия, наоборот, примерно удваивает общее количество генетического материала, что должно немедленно и существенно отражаться на содержании многих генных продуктов и метаболитов. По-видимому, эти последствия детальны для животных, но переносимы для растений. Каков был вклад кариотипического расщепления в видообразование у растений и беспозвоночных, еще предстоит выяснить.

Как было отмечено в нескольких книгах по данному вопросу, эволюция клетки оказала влияние и на многие другие стратегии видообразования у растений и животных. Хотя фанерозой и возвестил наступление «Века животных и растений», но только потому, что задолго до него монеры и протесты создали составные части, обмен веществ и механизмы, сделавшие возможными позднейшие эволюционные новации.

Источник: Л. Маргелис. Роль симбиоза в эволюции клетки. Пер. В.Б. Касинова, Е.В. Кунина. Под ред. Б.М. Медникова. Издательство «Мир». Москва. 1963

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.

Свойства хромосом, обеспечивающих передачу наследственных признаков, определяются их химическим составом. Использование при изучении химического состава хромосом цитохимических, биохимических и других методов позволило установить, что общий состав хромосом представлен в основном ДНК и РНК. В комплексе с основным белком ДНК составляет около 90 % массы хромосом и около 10 % приходится на долю РНК в состоянии с кислым белком (рибонуклеопротеид – РНП) и негистонными белками. Роме этого в хромосомах обнаружено незначительное количество Fe, Zn, Ca, Mg. Каждая хромосома имеет постоянное количество ДНК, что весьма важно, так как эта кислота несет генетическую информацию. ДНК хромосом всегда связана с основными белками (гистонами), образуя дезоксирибонуклеопротеид (ДНП). Гистоны являются ядерными белками с высоким содержанием основных аминокислот (лизина и аргинина), что придает им основные свойства. Кроме этого они содержат почти полный набор аминокислот. Ядро клеток организма одного вида имеет одинаковые гистоны. Эти белки во многом определяют структурную организацию и функционирование хромосом. Они влияют на характер спирализации хромосом и выполняют роль репрессоров по отношению к генам. Количество РНК в хромосомах более изменчиво, чем ДНК и зависит от принадлежности клеток к различным тканям. Считают, что содержание РНК в хромосомах зависит от функционального состояния их и интенсивности процессов метаболизма в клетке.

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

Смотрите также

• 
  Вера растение
• 
  Флора растение
• 
  Растение флора
• 
  Береза растение
• 
  Камень растение
• 
  Ландшафтные растения
• 
  Крапива растения
• 
  Растения мужские
• 
  Цветение растений
• 
  Размеры растений
• 
  Растения амарант