Хромосомы, их строение и функции – биология

Хромосомы: строение и главные функции, как называется набор хромосом в соматических клетках и какую роль они играют

Важнейшие из органелл клетки представляют собой микроскопические структуры, находящиеся в ядре. Они были открыты одновременно несколькими учёными, в том числе российским биологом Иваном Чистяковым.

Название нового клеточного компонента было придумано не сразу. Его дал немецкий учёный В. Вальдейер, который,окрашивая гистологические препараты, обнаружил некие тельца, хорошо окрашивающиеся фуксином. Тогда ещё не было точно известно какую роль в клетке выполняют хромосомы.

Значение

Это элемент клеточного ядра, в котором содержится генетическая информация (ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота). Строение хромосом хорошо видно на стадии деления. Они увеличиваются в размере благодаря наличию скрученного хроматина, чётко становится видна форма и структура.

В период отсутствия деления (интерфазы), через микроскоп невозможно рассмотреть мелкие ниточки — хроматины, с которых может считываться и реализовываться информация о наследственности.

Когда приближается время деления, начинают закручиваться ниточки хроматина. Такая плотная «упаковка» необходима при делении, словно происходит сбор в дорогу чемодана с вещами (в данном случае — информацией).

Какую функцию выполняют хромосомы. Главным их назначением является:

сохранение наследственной информации;
передача генетической информации при делении.

Именно на основе этих данных впоследствии строятся органы, мышцы, кости по заранее определённой программе.

Например, если записано в генах, что цвет ваших волос будет чёрным, то он будет именно таким, и никак иначе.

Организм на протяжении жизни считывает заранее прописанную программу.

Набор хромосом в соматических клетках (обычных) у человека составляет 23 пары — всего их получается 46.

Внимание! Общая длина цепочки ДНК, содержащейся в ядре одной клетки, составляет 3 метра. А если измерить длину ДНК человеческого организма и вытянуть ее в одну сплошную линию, то можно несколько раз обогнуть экватор.

Структура

Рассмотрим, какое строение и функции имеют эти уникальные клеточные образования. В состоянии интерфазы их практически не видно. На этой стадии удваивается молекула ДНК и образуется две сестринские хроматиды.

Строение хромосомы можно рассмотреть в момент ее подготовки к митозу или мейозу (делению). Подобные хромосомы называются метафазными, потому что образуются на стадии метафазы, подготовки к делению. До этого момента тельца представляют собой невзрачные тонкие нити темного оттенка, которые называют хроматином.

При переходе в метафазную стадию строение хромосомы меняется: ее образуют две хроматиды, соединенные центромерой — так именуется первичная перетяжка. При делении клетки удваивается также количество ДНК. Схематический рисунок напоминает букву Х. Они содержат в составе, кроме ДНК, белки (гистоновые, негистоновые) и рибонуклеиновую кислоту — РНК.

Первичная перетяжка разделяет тело клетки (нуклеопротеидной структуры) на два плеча, немного сгибая их. На основе места расположения перетяжки и длины плеч была разработана следующая классификация типов:

метацентрические, они же равноплечие, центромера делит клетку ровно пополам;
субметацентрические. Плечи не одинаковы, центромера смещена ближе к одному концу;
акроцентрические. Центромера сильно смещена и находится почти скраю;
телоцентрическая. Одно плечо полностью отсутствует, у людей не встречается.

У некоторых видов имеется вторичная перетяжка, которая может располагаться в разных точках. Она отделяет часть, которая именуется спутником.

От первичной отличается тем, что не имеет видимого угла между сегментами. Ее функция заключается в синтезировании РНК на матрице ДНК.

У людей встречается в 13, 14, 21 и 15, 21 и 22 парах хромосом. Появление в другой паре несет угрозу тяжёлого заболевания.

Теперь остановимся на том, какую хромосомы выполняют функцию. Благодаря воспроизводству разных типов и-РНК и белков они осуществляют четкий контроль за всеми процессами жизни клетки и организма в целом.

Хромосомы в ядре эукариот выполняют функции синтезирования белков из аминокислот, углеводов из неорганических соединений, расщепляют органические вещества до неорганических, хранят и передают наследственную информацию.

Диплоидный и гаплоидный наборы

Специфика строения хромосом может отличаться, смотря где они образуются. Как называется набор хромосом в соматических клеточных структурах? Он получил наименование диплоидного или двойного.

Соматические клетки размножаются простым делением на две дочерние. В обычных клеточных образованиях каждая клеточка имеет свою гомологичную пару.

Происходит это потому, что каждая из дочерних клеток должна иметь тот же объем наследственной информации, что и материнская.

Как соотносится число хромосом в соматических и половых клетках. Здесь числовое соотношение составляет два к одному. В процессе образования половых клеток происходит особый тип деления, в итоге набор в зрелых яйцеклетках и сперматозоидах становится одинарным. Какую функцию выполняют хромосомы можно объяснить, изучая особенности их устройства.

Мужские и женские половые клетки имеют половинчатый набор, называемый гаплоидным, то есть всего их насчитывается 23.

Сперматозоид сливается с яйцеклеткой, получается новый организм с полным набором. Генетическая информация мужчины и женщины таким образом объединяется.

Если бы половые клетки несли диплоидный набор (46), то при соединении получился бы нежизнеспособный организм.

Разнообразие генома

Число носителей генетической информации у разных классов и видов живых существ отличается.

Представители	Количество
Человек	46
Корова	60
Краб	254
Горилла	48
Кошка	38
Голубь	80
Хомяк	92
Кукуруза	20
Лук	16
Мышь	40
Карп	104
Картофель	48

Они обладают способностью окрашиваться специально подобранными красителями, в их структуре чередуются светлые и тёмные поперечные участки — нуклеотиды. Их последовательность и расположение носят специфический характер. Благодаря этому учёные научились различать клетки и, в случае необходимости, чётко указывать «поломанную».

В настоящее время генетики расшифровали геном человека и составили генетические карты, что позволяет методом анализа предположить некоторые серьёзные наследственные заболевания ещё до того, как они проявятся.

Появилась возможность подтверждать отцовство, определять этническую принадлежность, выявлять, не является ли человек носителем какой-либо патологии, до времени не проявляющейся либо дремлющей внутри организма, определять особенности негативной реакции на лекарства и многое другое.

Немного о патологии

В процессе передачи генного набора могут происходить сбои и мутации, приводящие к серьёзным последствиям, среди них встречаются

делеции — потеря одного участка плеча, вызывающая недоразвитие органов и клеток головного мозга;
инверсии – процессы, при которых фрагмент переворачивается на 180 градусов, результатом становится неправильная последовательность расположения генов;
дупликации – раздвоение участка плеча.

Мутации могут возникать и между рядом находящимися тельцами — этот феномен был назван транслокацией. Известные синдромы Дауна, Патау, Эдвардса также являются следствием нарушения работы генного аппарата.

Хромосомные болезни. Примеры и причины

Классификация клеток и хромосом

Заключение

Значение хромосом велико. Без этих мельчайших ультраструктур невозможна передача генной информации, следовательно, организмы не смогут размножаться. Современные технологии могут читать, заложенный в них код и успешно предотвращать возможные болезни, которые раннее считались неизлечимыми.

Источник: https://uchim.guru/biologiya/hromosomy-stroenie-i-funktsii.html

2.7 Клетка – генетическая единица живого. Хромосомы, их строение (форма и размеры) и функции

Видеоурок 1: Деление клетки. Митоз

Видеоурок 2: Мейоз. Фазы мейоза

Лекция: Клетка – генетическая единица живого. Хромосомы, их строение (форма и размеры) и функции

Клетка – генетическая единица живого

Базовой единицей жизни признана отдельная клетка. Именно на клеточном уровне происходят процессы, отличающие живую материю от неживой.

В каждой из клеток хранится и интенсивно используется наследственная информация о химической структуре белков, которые должны синтезироваться в ней и поэтому она называется генетической единицей живого.

Даже безъядерные эритроциты на начальных этапах своего существования обладают митохондриями и ядром. Только в зрелом состоянии они не имеют структур для синтеза белка.

На сегодняшний день науке неизвестны клетки, в которых бы не содержалась ДНК или РНК в качестве носителя геномной информации. При отсутствии генетического материала клетка не способна к синтезу белков, а следовательно – жизни.

ДНК имеется не только в ядрах, ее молекулы содержатся в хлоропластах и митохондриях, эти органоиды могут размножаться внутри клетки.

ДНК в клетке находится в виде хромосом – сложных белково-нуклеиновых комплексов. Хромосомы эукариот локализованы в ядре. Каждая из них представляет собой сложную структуру из:

Единственной длинной молекулы ДНК, 2 метра которой упакованы в компактную структуру размером (у человека) до 8 мкм;
Специальных белков-гистонов, чья роль сводится к упаковке хроматина (вещества хромосомы) в знакомую палочковидную форму;
РНК.

Хромосомы, их строение (форма и размеры) и функции

Такая плотная упаковка генетического материала производится клеткой перед делением. Именно в этот момент можно рассмотреть в микроскоп плотно упакованные сформированные хромосомы.

Когда ДНК свернута в компактные хромосомы, называемые гетерохроматином – синтез матричной РНК невозможен.

В период набора клеткой массы и ее интерфазного развития хромосомы находятся в менее упакованном состоянии, которое названо интерхроматином и в нем синтезируется мРНК, происходит репликация ДНК.

Основными элементами структуры хромосом являются:

Центромера. Это часть хромосомы с особой последовательностью нуклеотидов. Она соединяет между собой две хроматиды, участвует в конъюгации. Именно к ней прикрепляются белковые нити трубочек веретена деления клетки.
Теломеры. Это концевые участки хромосом, которые не способны к соединению с другими хромосомами, они играют защитную роль. Состоят из повторяющихся участков специализированной ДНК, образующей комплексы с белками.
Точки инициации репликации ДНК.

Хромосомы прокариот очень сильно отличаются от эукариотических, представляя собой расположенные в цитоплазме, ДНК-содержащие структуры. Геометрически они представляют собой кольцевую молекулу.

Хромосомный набор клетки имеет свое название – кариотип. Каждый из видов живых организмов имеет свои, характерные только для него состав, количество и форму хромосом.

Соматические клетки содержат диплоидный (двойной) хромосомный набор, от каждого из родителей получено по половине.

Хромосомы, отвечающие за кодирование одних и тех же функционально белков – называются гомологичными. Плоидность клеток может быть различной – как правило, у животных гаметы гаплоидны.

У растений полиплоидия в настоящее время довольно частое явление, использующееся при создании новых сортов в результате гибридизации.

Нарушение количества плоидности у теплокровных и человека вызывает серьезные врожденные заболевания, такие как синдром Дауна (наличие трех копий 21-й хромосомы). Чаще всего хромосомные нарушения приводят к нежизнеспособности организма.

У человека полный хромосомный набор состоит из 23 пар. Наибольшее известное число хромосом – 1600, найдено у простейших планктонных организмов – радиолярий. Самый маленький хромосомный набор у австралийских черных муравьев-бульдогов – всего 1.

Жизненный цикл клетки. Фазы митоза и мейоза

Интерфаза, иначе говоря, отрезок времени между двумя делениями, определяется наукой как жизненный цикл клетки.

В течение интерфазы в клетке совершаются жизненные химические процессы, она растет, развивается, накапливает запасные вещества.

Подготовка к размножению предусматривает удвоение содержимого – органоидов, вакуолей с питательным содержимым, объема цитоплазмы.

Именно благодаря делению, как способу быстрого увеличения количества клеток возможны продолжительная жизнь, размножение, увеличение размеров организма, его выживание при ранениях и регенерация тканей. В клеточном цикле выделяются следующие этапы:

Интерфаза. Время между делениями. Сначала клетка растет, затем увеличивается число органоидов, объем запасного вещества, синтезируются белки. В последней части интерфазы хромосомы готовы к последующему делению – они состоят из пары сестринских хроматид.
Митоз. Так называется один из способов деления ядра, характерный для телесных (соматических) клеток, в его ходе из одной получаются 2 клетки, с идентичным набором генетического материала.

Для гаметогенеза характерен мейоз. Прокариотические клетки сохранили древний способ размножения – прямое деление.

Митоз состоит из 5 основных фаз:

Профаза. Ее началом считается момент, когда хромосомы становятся столь плотно упакованными, что видны в микроскоп. Также, в этом время разрушаются ядрышки, образуется веретено деления. Активизируются микротрубочки, продолжительность их существования уменьшается до 15 секунд, но скорость образования вырастает тоже значительно. Центриоли расходятся к противоположным сторонам клетки, формируя огромное количество постоянно синтезирующихся и распадающихся белковых микротрубочек, которые протягиваются от них к центромерам хромосом. Так формируется веретено деления. Такие мембранные структуры как ЭПС и аппарат Гольджи распадаются на отдельные пузырьки и трубочки, беспорядочно расположенные в цитоплазме. Рибосомы отделяются от мембран ЭПС.
Метафаза. Образуется метафазная пластинка, состоящая из хромосом, уравновешенных в середине клетки усилиями противоположных центриольных микротрубочек, тянущих их каждая в свою сторону. При этом продолжается синтез и распад микротрубочек, своеобразная их «переборка». Эта фаза самая длительная.
Анафаза. Усилия микротрубочек отрывают соединения хромосом в области центромеры, и с силой растягивают их к полюсам клетки. При этом хромосомы из-за сопротивления цитоплазмы иногда принимают V-образную форму. В области метафазной пластинки появляется кольцо из белковых волокон.
Телофаза. Ее началом считается момент, когда хромосомы достигают полюсов деления. Начинается процесс восстановления внутренних мембранных структур клетки – ЭПС, аппарата Гольджи, ядра. Хромосомы распаковываются. Собираются ядрышки, начинается синтез рибосом. Веретено деления распадается.
Цитокинез. Последняя фаза, в которой появившееся в центральной области клетки белковое кольцо начинает сжиматься, расталкивая цитоплазму к полюсам. Происходит разделение клетки на две и образование на месте белкового кольца клеточной мембраны.

Регуляторами процесса митоза являются специфические белковые комплексы. Результатом митотического деления становится пара клеток, обладающих идентичной генетической информацией. В гетеротрофных клетках митоз протекает быстрее, чем в растительных. У гетеротрофов этот процесс может занимать от 30 минут, у растений – 2-3 часа.

Для генерации организмом клеток, имеющих половинное от нормального количество хромосом используется другой механизм деления – мейоз.

Он связан с необходимостью производства половых клеток, у многоклеточных позволяет избежать постоянного увеличения в два раза количества хромосом в последующем поколении и дает возможность получения новых комбинаций аллельных генов.

Он отличается количеством фаз, являясь более длительным. Происходящее при этом уменьшение количества хромосом приводит к образованию 4 гаплоидных клеток. Мейоз представляет собой два деления, следующих друг за другом без перерыва.

Определены следующие фазы мейоза:

Профаза I. Гомологичные хромосомы приближаются друг к другу и продольно объединяются. Такое объединение названо конъюгацией. Затем происходит кроссинговер – двойные хромосомы перекрещиваются своими плечами и обмениваются участками.
Метафаза I. Хромосомы разъединяются и занимают места на экваторе клеточного веретена деления, принимая V-образную форму из-за натяжения микротрубочек.
Анафаза I. Гомологичные хромосомы растягиваются микротрубочками к полюсам клетки. Но в отличие от митотического деления, они расходятся целыми, а не отдельными хроматидами.

Результатом первого деления мейоза становится образование двух клеток, имеющих половинное количество целых хромосом. Между делениями мейоза интерфаза практически отсутствует, удвоения хромосом не случается, они и так двуххроматидные.

Сразу следующее за первым повторное мейотическое деление полностью аналогично митозу – в нем хромосомы разделяются на отдельные хроматиды, распределяемые поровну между новыми клетками.

Результатом такого деления становятся 4 гаплоидных клетки. Причем, у всех них генетическая информация будет немного отличаться из-за рекомбинации во время кроссинговера.

Роль митоза и мейоза

Биологическая роль мейоза состоит в возможности создания новых генетических комбинаций. С его помощью происходит спорообразование и гаметогенез.

Гаметогенез – это способ генерации организмом половых клеток.

У низших растений мужские гаметы называются спермиями и генерируются в антеридиях. У цветковых это происходит в пыльцевых трубках.

Гаметы образуются из специализированных диплоидных клеток. Женские такие клетки называются оогонии, мужские – сперматогонии. Ход получения женских и мужских гамет существенно различается:

оогонии проходят стадию митотического размножения на эмбриональном этапе развития, так что женский организм уже рождается с неизменным их количеством;
сперматогонии способны к размножению в любой момент репродуктивного периода мужского организма. Генерируется их намного большее количество, чем женских гамет.

Гаметогенез животных организмов происходит в половых железах – гонадах.

Процесс превращения сперматогониев в сперматозоиды происходит в несколько этапов:

Митотическое деление превращает сперматогонии в сперматоциты 1-го порядка.
В результате однократного мейоза они превращаются в сперматоциты 2-го порядка.
Второе мейотическое деление позволяет получить 4 гаплоидные сперматиды.
Наступает период формирования. В клетке происходит уплотнение ядра, уменьшение количества цитоплазмы, формирование жгутика. Также, запасаются белки и увеличивается количество митохондрий.

Формирование яйцеклеток во взрослом женском организме происходит следующим образом:

Из овоцита 1-го порядка, которых в организме находится определенное количество, в результате мейоза с уменьшением количества хромосом вдвое образуются ооциты 2-го порядка.
В результате второго мейотического деления образуются: зрелая яйцеклетка и три мелких редукционных тельца.

Это неравновесное распределение питательных веществ между 4-мя клетками призвано обеспечить большой ресурс питательных веществ для нового живого организма.

Яйцеклетки у папоротников и мхов образуются в архегониях. У более высокоорганизованных растений – в специальных семяпочках, расположенных в завязи.

Предыдущий урок

Следующий урок

Источник: https://cknow.ru/knowbase/655-27-kletka-geneticheskaya-edinica-zhivogo-hromosomy-ih-stroenie-forma-i-razmery-i-funkcii.html

Хромосомы

Содержание:

Что такое хромосомы

История открытия хромосом

Хромосомная теория наследственности

Строение хромосом

Формы и виды хромосом

Функции хромосом

Набор хромосом

Хромосомный набор человека

Генетические болезни, связанные с хромосомами

Хромосомы, видео

Хромосомы представляют собой нуклеопротеидные структуры эукариотической клетки, в которых хранится большая часть наследственной информации.

Благодаря своей способности к самовоспроизведению, именно хромосомы обеспечивают генетическую связь поколений.

Хромосомы образуются из длинной молекулы ДНК, в которой содержится линейная группа множества генов, и вся генетическая информация будь-то о человеке, животном, растении или любом другом живом существе.

Морфология хромосом связана с уровнем их спирализации. Так, если во время стадии интерфазы хромосомы максимально развернуты, то с началом деления хромосомы активно спирализуются и укорачиваются.

Своего максимального укорочения и спирализации они достигают во время стадии метафазы, когда происходит формирование новых структур.

Эта фаза наиболее удобна для изучения свойств хромосом, их морфологических характеристик.

Еще в середине позапрошлого XIX века многие биологи изучая в микроскопе строение клеток растений и животных, обратили внимание на тонкие нити и мельчайшие кольцевидные структуры в ядре некоторых клеток.

И вот немецкий ученый Вальтер Флеминг применив анилиновые красители для обработки ядерных структур клетки, что называется «официально» открывает хромосомы.

Точнее обнаруженное вещество было им названо «хроматид» за его способность к окрашиванию, а термин «хромосомы» в обиход чуть позже (в 1888 году) ввел еще один немецкий ученый – Генрих Вайлдер. Слово «хромосома» происходит от греческих слов «chroma» — окраска и «somo» — тело.

Разумеется, история изучения хромосом не закончилась на их открытии, так в 1901-1902 годах американские ученые Уилсон и Сатон, причем независимо друг от друга, обратили внимание на сходство в поведении хромосом и менделеевских факторов наследственности — генов. В результате ученые пришли к заключению, что гены находятся в хромосомах и именно посредством их из поколения в поколения, от родителей к детям передается генетическая информация.

В 1915-1920 годам участие хромосом в передаче генов было доказано на практике в целой серии опытов, сделанных американским ученым Морганом и сотрудниками его лаборатории. Им удалось локализировать в хромосомах мухи-дрозофилы несколько сот наследственных генов и создать генетические карты хромосом. На основе этих данных была создана хромосомная теория наследственности.

Строение хромосом разнится в зависимости от вида, так метафазная хромосома (образующаяся в стадии метафазе при митозном делении клетки) состоит из двух продольных нитей – хроматид, которые соединяются в точке, именуемой центромерой.

Центромера – это участок хромосомы, который отвечает за расхождение сестринских хроматид в дочерние клетки.

Она же делит хромосому на две части, названные коротким и долгим плечом, она же отвечает за деление хромосомы, так как именно в ней содержится специальное вещество – кинетохор, к которому крепятся структуры веретена деления.

Тут на картинке показано наглядное строение хромосомы: 1. хроматиды, 2. центромера, 3. короткое плечо хроматид, 4. длинное плечо хроматид. На концах хроматид располагаются теломеры, специальные элементы, которые защищают хромосому от повреждений и препятствуют слипанию фрагментов.

Размеры хромосом растений и животных значительно различаются: от долей микрона до десятков микрон. Средние длины метафазных хромосом человека лежат в диапазоне от 1,5 до 10 микрон. В зависимости от вида хромосомы отличаются и ее способности к окрашиванию. В зависимости от расположения центромеры различают такие формы хромосом:

Метацентрические хромосомы, для которых характерно срединное расположение центромеры.
Субметацентрические, для них характерно неравномерное расположение хроматид, когда одно плечо более длинное, а второе более короткое.
Акроцентрические или палочковидные. У них центромера расположена практически в самом конце хромосомы.

Основные функции хромосом, как для животных, так и для растений и вообще всех живых существ – передача наследственной, генетической информации от родителей к детям.

Значение хромосом столь велико, что их количество в клетках, а также особенности каждой хромосомы определяют характерный признак того или иного биологического вида. Так, например, у мухи-дрозофилы в наличии 8 хромосом, у обезьян – 48, а хромосомный набор человека составляет 46 хромосом.

В природе существует два основных типа набора хромосом: одиночный или гаплоидный (содержится в половых клетках) и двойной или диплоидный. Диплоидный набор хромосом имеет парную структуру, то есть вся совокупность хромосом состоит из хромосомных пар.

Как мы уже написали выше, клетки человеческого организма содержат 46 хромосом, которые объединены в 23 пары. Все вместе они и составляют хромосомный набор человека.

Первые 22 пары человеческих хромосом (их называют аутосомами) являются общими как для мужчин, так и для женщин, и лишь 23 пара — половых хромосом — разнится у разных полов, она же определяет половую принадлежность человека.

Совокупность всех пар хромосом также называется кариотипом.

Такой вид имеет хромосомный набор человека, 22 пары двойных диплоидных хромосом содержат всю нашу наследственную информацию, и последняя пара различается, у мужчин она состоит из пары условных X и Y половых хромосом, в то время как у женщин в наличии две хромосомы Х.

Аналогичную структуру хромосомного набора имеют и все животные, только количество неполовых хромосом у каждого из них свое.

Нарушение в работе хромосом, или даже само их неправильно количество является причиной многих генетических заболеваний. Например, синдрома Дауна появляется из-за наличия лишней хромосомы в хромосомном наборе человека. А такие генетические болезни как дальтонизм, гемофилия вызваны сбоями в работе имеющихся хромосом.

И в завершение интересно образовательное видео про хромосомы.

Источник: http://www.poznavayka.org/biologiya/hromosomyi/

Строение и функции хромосом. Понятие о кариотипе

Строение и функции хромосом. Понятие о кариотипе

Термин хромосома был предложен в 1888г. немецким морфологом В.Вальдейром. Работы Д Моргана и его сотрудников установили линейность расположения генов по длине хромосомы.

Согласно хромосомной теории наследственности, совокупность генов, входящих в состав одной хромосомы, образует группу сцепления.

Хромосомы состоят в основном из ДНК и белков, которые образуют нуклеопротеиновый комплекс. Белки составляют значительную часть вещества хромосом. На их долю приходится около 65 % массы этих структур. Все хромосомные белки разделяются на две группы: гистоны и негистоновые белки. РНК хромосом представлена в основном продуктами транскрипции, еще не покинувшим место синтеза.

Регуляторная роль компонентов хромосом заключается в «запрещении» или «разрешении» считывания информации с молекулы ДНК.

В первой половине митоза хромосомы состоят из двух хроматид. соединенных между собой в области первичной перетяжки (центромеры) особым образом организованного участка хромосомы, общего для обеих сестринских хроматид. Во второй половине митоза происходит отделение хроматид друг от друга. Из них образуются однонитчатые дочерние хромосомы,распределяющиеся между дочерними клетками.

Кариотип – диплоидный набор хромосом, свойственный соматическим клеткам организмов данного вида, являющийся видоспецефическим признаком и характеризующийся определённым числом и строением хромосом. Если число хромосом в гаплоидном наборе половых клеток обозначить п, то общая формула кариотипа будет выглядеть как 2п, где число п различно для разных видов.

Хромосомы — структуры клетки, хранящие и передающие наследственную информацию. Хромосома состоит из ДНК и белка. Комплекс белков, связанных с ДНК, образует хроматин. Белки играют важную роль в упаковке молекул ДНК в ядре.

ДНК в хромосомах упакована таким образом, что умещается в ядре, диаметр которого обычно не превышает 5 мкм (5-10- 4 см).

Упаковка ДНК приобретает вид петельной структуры, похожей на хромосомы типаламповых щеток амфибий или политенных хромосом насекомых.

Петли поддерживаются с помощью белков, которые узнают определенные последовательности нуклеотидов и сближают их. Строение хромосомы лучше всего видно в метафазе митоза.

Хромосома представляет собой палочковидную структуру и состоит из двух сестринских хроматид, которые удерживаются центромерой в области первичной перетяжки. Каждая хроматид а построена из хроматиновых петель. Хроматин не реплицируется. Реплицируется только ДНК.

С началом репликации ДНК синтез РНК прекращается. Хромосомы могут находиться в двух состояниях: конденсированном (неактивном) и деконденсированном (активном).

Диплоидный набор хромосом организма называют ка-риотипом. Современные методы исследования позволяют определить каждую хромосому в кариотипе.

Для этого учитывают распределение видимых под микроскопом светлых и темных полос (чередование AT и ГЦ-пар) в хромосомах, обработанных специальными красителями. Поперечной исчер-ченностью обладают хромосомы представителей разных видов.

У родственных видов, например у человека и шимпанзе, очень сходный характер чередования полос в хромосомах.

Каждый вид организмов обладает постоянным числом, формой и составом хромосом. В кариотипе человека 46 хромосом — 44 аутосомы и 2 половые хромосомы. Мужчины ге-терогаметны (ХУ), а женщины гомогаметны (XX).

У-хромосо-ма отличается от Х-хромосомы отсутствием некоторых аллелей (например, аллеля свертываемости крови). Хромосомы одной пары называют гомологичными.

Гомологичные хромосомы в одинаковых локусах несут аллельные гены.

Источник: http://www.biokan.ru/load/lekcii/stroenie_i_funkcii_khromosom_ponjatie_o_kariotipe/5-1-0-47

Строение и функции ядра. Хромосомы

Что представляет собой ядро клетки? Каковы его функции? Важнейшая роль в жизнедеятельности и делении клеток грибов, растений и животных принадлежит ядру и находящимся в нем хромосомам.

Большинство клеток этих организмов имеет одно ядро, но есть и многоядерные клетки, например мышечные. Ядро расположено в цитоплазме и имеет округлую или овальную форму. Оно покрыто оболочкой, состоящей из двух мембран.

Ядерная оболочка имеет поры, через которые происходит обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Ядро заполнено ядерным соком, в котором расположены ядрышки и хромосомы.

Ядрышки — это «мастерские по производству» рибосом, которые формируются из образуемых в ядре рибосомных РНК и синтезированных в цитоплазме белков.

Главная функция ядра — хранение и передача наследственной информации — связана с хромосомами. Каждый вид организма имеет свой набор хромосом: определенное их число, форму и размеры.

Все клетки тела, кроме половых, называются соматическими (от греч. soma — тело). Клетки организма одного вида содержат одинаковый набор хромосом. Например, у человека в каждой клетке тела содержится 46 хромосом, у плодовой мухи дрозофилы — 8 хромосом. Из таблицы 5 видно, что число хромосом в большинстве соматических клеток в два раза больше, чем в половых.

Таблица 5

Число хромосом у разных организмов
Человек Дрозофила Красный клеверМышь	46 8 1440	23 4 720

Соматические клетки, как правило, имеют двойной набор хромосом. Он называется диплоидным и обозначается 2n. Так, у человека 23 пары хромосом, то есть 2n=46. В половых клетках содержится в два раза меньше хромосом. Это одинарный, или гаплоидный, набор. У человека 1n=23.

Все хромосомы в соматических клетках, в отличие от хромосом в половых клетках, парные. Хромосомы, составляющие одну d6a пару, идентичны друг другу; Парные хромосомы называют гомологичными. Хромосомы, которые относятся к разным парам и различаются по форме и размерам, называют негомологичными.

У некоторых видов число хромосом может совпадать. Например, у клевера красного и гороха посевного 2n=14. Однако хромосомы у них различаются по форме, размерам, нуклеотидному составу молекул ДНК.

Чтобы понять роль хромосом в передаче наследственной информации, необходимо познакомиться с их строением и химическим составом.

Хромосомы неделящейся клетки имеют вид длинных тонких нитей. Каждая хромосома перед делением клетки состоит из двух одинаковых нитей — хроматид, которые соединяются между собой в области перетяжки — центромеры.

Вы видите, что хромосомы состоят из ДНК и белков. Поскольку нуклеотидный состав ДНК различается у разных видов, состав хромосом уникален для каждого вида.

Источник: http://www.AgroJour.ru/nauka/biologiya/stroenie-i-funkcii-yadra-khromosomy.html

Клетка — генетическая единица живого. хромосомы, их строение и функции. жизненный цикл клетки

КЛЕТКА КАК БИОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

13. Клетка — генетическая единица живого. хромосомы, их строение и функции. жизненный цикл клетки

Клетка является генетической единицей живого, обладающей минимальным набором компонентов для сохранения, изменения и реализации наследственной информации, а также её передачи потомкам.

Нуклеиновые кислоты являются носителем генетической информации, однако реализация этой информации невозможна вне клетки. Это легко доказывается на примере вирусов, которые не могут самостоятельно воспроизводиться, и используют для этого наследственный аппарат клетки.

• Хромосома (от греч. χρωμα — цвет, окраска и σωμα — тело) — это структура клеточного ядра, которая содержит гены и несёт определённую наследственную информацию о признаках и свойствах организма.

Хроматин — совокупность хромосом в неделящемся ядре.

Основой хромосомы является двухцепочечная молекула ДНК, упакованная с белками. У эукариот с ДНК взаимодействуют гистоновые и негистоновые белки, а у прокариот гистоновых белков нет. По форме различают равноплечие, неравноплечие (рис. 2) и палочковидные хромосомы. Средняя хромосома имеет размеры 5 х 1,4 мкм.

Рис. 2. Строение хромосомы:

1 — центромера; 2 — плечи; 3 — вторичная перетяжка; 4 — спутник; 5 — теломеры

• Соматические клетки — это все клетки тела многоклеточных организмов, образующиеся в результате митотического деления.

Для соматических клеток организма каждого биологического вида характерно постоянное число хромосом. Например, у человека их 46. Набор хромосом соматических клеток называют диплоидным.

• Половые клетки, или гаметы — это специализированные клетки, служащие для полового размножения.

В гаметах содержится вдвое меньше хромосом, чем в соматических клетках (у человека — 23). Набор хромосом половых клеток называется гаплоидным (n). Его образование связано с мейотическим делением клетки.

Хромосомы и кариотип человека

У человека 22 пары аутосом, которые одинаковы у мужчин и женщин, и одна пара половых хромосом (гетерохромосом), определяющих пол особи. Существует два вида половых хромосом — X и Y. Клетки тела женщины несут по две Х-хромосомы, а мужчин — X и Y.

• Кариотип — это совокупность признаков хромосомного набора организма (число хромосом, их форма и величина). Условная запись кариотипа включает общее количество хромосом, половые хромосомы и возможные отклонения в наборе хромосом.

Кариотип нормального мужчины —46, XY, кариотип нормальной женщины —46, XX.

Жизненный цикл клетки (интерфаза)

• Промежуток времени от появления клетки в результате деления до её разделения или гибели называется жизненным циклом клетки.

У эукариотических клеток жизненный цикл делится на две основные стадии: интерфазу и митоз.

Интерфаза — это промежуток времени в жизненном цикле, в который клетка не делится и нормально функционирует. Интерфаза делится на три периода: G1, S- и G2-периоды.

• G1-период (постмитотический). Активный синтез РНК, белков и других веществ, необходимых для полного жизнеобеспечения вновь образовавшейся клетки.

• S-период (синтетический). Процесс репликацииДНК кроме участка центромеры: образуются две дочерние хромосомы — хроматиды, скреплённые в центромере.

• G2-период (премитотический). Интенсивный синтез РНК, белков и АТФ, необходимых для процесса деления клетки, деление центриолей, митохондрий и пластид.

Источник: http://www.compendium.su/biology/important/13.html

Хромосомы

Хромосома – структурный элемент клеточного ядра дезоксирибонуклеиновой природы. Хромосомы имеют возможность окрашиваться красителями. Chroma – цвет и soma – тело.

'Самоудвоение' и закономерное распределения распределения хромосомам по дочернем клеткам, обеспечивает точную передачу наследственной информации человека.

Морфология хромосом отлично видна на стадии метафазы, строения хромосомы выглядит как два палочкообразных тельца – хроматиды. Обе хроматиды каждой хромосомы идентичны по генному составу, Так же в строения хромосом входят центромера – это средняя часть, 2 теломера и 2 плеча.

Центромеры обладают функцией определения движения хромосом и имеет сложное строение. ДНК центромеры отличается характерной последовательностью нуклеотидов и белками.

Выделяют 3 вида хромосом:

Акроцентрические
Субметацентрические
Метацентрические

Некоторые хромосомы имеют вторичные центромеры, но они не играют ни какой роли в построении движения хромо/Ом.

У некоторых вторичных перетяжек (центромеров) есть связь с образованием ядрышек – ядрышковое организаторы. В них расположены гены, которые в свою очередь отвечают за рРНК . Функция других вторичных перетяжек ещё не изучена.

У некоторых акроцентрических хромосом, есть спутники – частички которые несоединенный тонкой нитью хроматина. У человека они имеются у 5 пар хромосом – 13-15 -ая и 21-22-мая пар.

Концевые участки хромосом оснащены гетерохроматином – теломеры. Их функция отвечает за не слипания хромосом и сохранения целостности.

Хромосомы разделяют:

Гомологические – имеющие одинаковый порядок хромосом
Негомологические – имеющий разный генный набор хромосом.

Изучения строения хромосом было выявлено, что они состоят из ДНК, РНК, и белка.комплекс ДНК с белком называется – хроматином. Конденсированный хроматин называется – гетерохроматин, а декондексированный – эухроматином. Каждая хромосома имеет одну молекулу ДНК.

Самая большая хромосома днк может достигать 7 см – это большая, первая хромосома у человека. Всего в одной клетки если считать суммарно, молекул днк – достигают до 170 см. Не смотря на такую огромную длину, ДНК отлично 'вминается' в хромосому.

С этим им помогают белки гистоны.

Наследственная информация строго упорядочена по отдельным хромосомам, каждый организм имеет определённый набор хромосом – это число, структура и размеры – кариотип.

Кариотип человека имеет 46 разными хромосомами (22 пары аутосом, X и Y хромосом)