Нуклеосомы (первый уровень)

Хиазмы Нуклеомер(второй уровень)

Петлевой и хромомерный уровень упаковки ДНК.(третий и четвертый уровни) Видны петли ДНК и плотные (хромомерные) участки между ними

(гигантская интерфазная хромосома в яйцеклетке птиц- типа «ламповой щетки») Стрелки указывают на участки перекреста (кроссинговера) гомологичных хромосом (хиазмы)

Структура гена. Транскрипция

Ген – структурная единица генетической информации, закодированная в определенной последовательности нуклеотидов участка ДНК.

Генотип – совокупность гаплоидного набора всех генов данной клетки или организма.

В дальнейших исследованиях было установлено, что:

- ген дискретен и делим;

- ген имеет очень сложную структуру;

- информация записана в гене посредством универсального генетического кода;

- в геноме имеются разные типы (группы) генов;

- наименьшей мутирующей единицей гена является пара нуклеотидов - т.н. однонуклеотидные замены (SNP – single nucleotide polymorphisms).

Гены состоят из двух основных частей: регуляторной и кодирующей.

Кодирующая часть гена имеет мозаичную структуру и состоит из функционально разных участков – экзонов и интронов.

С одних – экзонов в дальнейшем считывается информация о белке, в других – интронах не закодирована информация о белке. Объем, занимаемый интронными участками гена, значительно превышает экзонные.

Каждый структурный ген имеет свой промотор

Промотор – это небольшой участок ДНК, расположенный перед структурной частью гена и предназначенный для связывания РНК-полимеразы и белков-регуляторов перед началом синтеза РНК. У высших эукариот в состав промотора входят многократно повторяющиеся последовательности нуклеотидов: ТАТА, ЦААТ, ГЦ

Регуляторные участки гена эукариот, с которыми связываются факторы транскрипции, располагаются за сотни пар нуклеотидов от участка промотора активируемого гена- они получили название - энхансеры.

Каждый ген или группа генов отделены друг от друга специальным участками ДНК, называемые спейсерами.

Схема организации типичного гена эукариот и его регуляторные элементы:

1 – экзоны; 2 – интроны; 3 – промотор; 4 – РНК-полимераза II; 5 – главные факторы транскрипции; 6 – регуляторные белки; 7 – энхансеры (регуляторные участки гена); 8 – спейсерные участки; 9 – ТАТА блок – инициирующая часть промотора; стрелка – начало процесса транскрипции

Клеточный цикл. Репликация днк. Митоз. Цепь событий, происходящих во время жизни клетки от деления до деления (или до ее смерти) называется клеточным циклом.;

Клеточный цикл разбивается на два основных периода – интерфаза и митоз.

Интерфаза – период жизни клеток между двумя циклами деления.

Интерфаза также включает в себя несколько периодов (G1, S, G2, G0)

G1 – пресинтетический период.

Период клеточного цикла, наступающий после деления (митоза) клеток. Количество хромосом и содержание ДНК – 2n, 2с. Длительность непостоянна (от нескольких часов до нескольких суток). В этот период в клетке идут интенсивные синтетические процессы (активно синтезируются белки, РНК разных видов, растет объем клетки, идет подготовка к репликации ДНК).

S – синтетический период (период синтеза, репликации ДНК).

Важнейший период в жизни клетки. Клетка готовится к синтезу новых молекул ДНК (репликации, удвоению). Длительность 6-8 часов. Продолжается активный синтез белков, различных видов РНК, особенно рибосомальных. В этот же период происходит удвоение центриолей – важных клеточных органоидов, принимающих участие в формировании веретена деления.

К концу периода репликация ДНК заканчивается, и каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Тем самым количество хромосом не меняется (2n), а количество ДНК удваивается (4c). Блокада S- периода (например, с помощью химических веществ) полностью блокирует весь клеточный цикл.

G2 – постсинтетический период.

Период активной подготовки клетки к делению. Длительность – 2–6 часов.

Количество хромосом и ДНК – (2n, 4с). В этот период продолжается синтез белков, необходимых для формирования веретена деления в митозе. Активно работают митохондрии, синтезируя большое количество АТФ для энергетического обеспечения митоза. Синтез разных видов РНК ослабевает. Среди белков, синтезирующихся в этот период цикла, особое место занимают белки микротрубочек (тубулины) и регуляторные белки, запускающие митоз.

G0 – период покоя.

В тканях организмов всегда есть клетки, которые перестали размножаться. Такие клетки получили название – покоящиеся клетки. У многоклеточных организмов большая часть клеток находится именно в фазе G0!

Таким образом – интерфаза, как важная часть жизненного цикла клеток, представляет собой сложнейший процесс, регулируемый множеством как внешних, так и внутренних факторов.