Хромосомы

Название было предложено в 1888 году Вальдейером. Хромосомы – это нуклеопротеидные структуры, которые обеспечивают передачу наследственной информации. Они существуют в виде 2-х основных физиологических форм:

1. Транспортная форма (существует при делении клетки)

2. Функциональная.

По химическому составу выделяют компоненты:

1. Хроматин, сост-й из 40% ДНК, 40% белков-гистонов, 20% - негистоновых белков и следы РНК.

2. Гистоны – это хромосомные основные белки, содержащие высокий уровень аргинина и лизина. Выделяют 5 основных типов гистонов

1. H1 взаимозаменяем Н5

2. H2 (H2a, H2b)

3. H3

4. H4

5. H5

Основная функция гистонов – укладка хромосомы в плотные цепи. Негистоновые белки – это белки кислые. Их несколько сотен и к ним относятся белки нескольких групп:

1. Белки, отвечающие за движение хромосом (хитин, миозин, тубулин).

2. Белки-ферменты, необходимые для синтеза РНК, ДНК, т.е. полимеразы.

3. Белки-модификаторы – изменяют деятельность отдельных генов \

4. Белки-регуляторы.

Морфология хромосом.

Хромосомы состоят из двойной спирали ДНК, которая имеет вид 2-й закрытой нити (диаметр 20-25 нм). Эта нить называется хромонема и на ней могут располагаться отдельные участки суперспирализации – хромомеры. Их количество в каждой из половинок хромосом (хроматиде) строго постоянно для хромосом каждого вида.

На хромосомах выделяют первичные перетяжку (центромеру). Центромера образуется в массе своей из негистоновых белков. Она выполняет 2 основные функции:

1. Скрепляет м/у собой 2 хромосомы.

2. Содержит на себе особый участок – кинетохор, к которому прикрепляются нити веретена деления (НВД). Первичная хромосома делит тело хромосомы на участки.

В результате образуются:

1. 2. 3. 4. 5. 6.

1) Равноплечие хромосомы (метацентрические)

2) Неравноплечие (субметацентрические) (когда одно из плечей короче другого)

3) Акрометацентрические (когда плечи практически незаметны)

4) Телоцентрические (безплечие).

5) Голоцентрические (хромосомы без перетяжки в виде шариков)

6) Полицентрические (их первичная перетяжка дифферинцирована)

Существуют также спутничные хромосомы.

Спутничная хромосома – это хромосома, несущая на одном из концов округлое или удлинённое тельце (спутник), которое соединяется с хромосомой тонкой нитью (спутничная перетяжка).

Вторичная перетяжка не служит местом прикрепления нитей веретена деления в нескольких хромосомах (SAT – хромосомы), содержащих особую последовательность нуклеотидов, которая подразумевает образование рРНК и, следовательно, является ядрышковым организатором. Концевые участки хромосом называются теломеры.

Они отвечают за индивидуализацию хромосом и не дают им сливаться друг с другом. В строении хромосомы выделяют спирализованные и неспирализованные участки ДНК. Неспирализованные участки – это светлые участки, спирализованные – темныё участки. Тёмные участки – это участки суперспирализации, т.е. участки, представленные гетерохроматином. Он функционально не активен. Светлые участки содержат эухроматин, функционально активный.

Эти участки и образуют хромомеры. Их количество и расположение строго постоянно и может быть использовано для идентификации или определения хромосом.

Гетерохроматин может быть двух типов:

1. Факультативный – это гетерохроматин, который может переходить периодически в расслабленное или деспирализованное состояние, при этом ранее скрытые гены для чтения освобождаются и на них может идти транскрипция. Из 2-х гомологичных хромосом одна из них может быть факультативно-гетерохроматиновой.

2. Конститутивный – он всегда находиться в суперспирализованном состоянии, состоит из большого количества повторяющихся оснований, которые относятся к группам вставочных неинформационных бессмысленных последовательностей. Их больше всего в половых клетках, и поэтому считается, что эти последовательности необходимы для кроссинговера, т.е. по ним будет проходить обмен гомологичными участками хромосом.

Весь фонд генетической информации каждого клеточного ядра называется геном. Он распределен между строго постоянным количеством хромосом и считается всегда в гаплоидном состоянии. Так, геном аскариды и малярийного плазмодия равен одному, человека – 23, камчатского крабоида – 104.

Кариотип – это совокупнусть признаков хромосомного набора (число, размер, форма хромосом (характеристики для каждого вида). Ряд хромосом, выстроенных в порядке убывания, называется идиограмма. Существует несколько законов : Каждый вид имеет строго определенное количество хромосом, строго определенной формы. Этот закон дополняется так называемой теорией индивидуальности хромосом. Её сформулировал итальянский учёный Бовери в 1888 году: «Отдельные хромосомы в ядре различаются по форме, размерам, функциональному назначению». У некоторых растений вместе с основными элементами кариотипа(А – хром.), могут присутствовать дополнительные элементы кариотипа. (B – хром.). Они, преимущественно, состоят из гетерохроматина, могут присоединяться и отсоединяться от остальных хромосом и сильно варьировать в числе. Причина их появления и функция неизвестна.