Funkcije kromosoma i njihove strukture. Koja je funkcija kromosoma u stanici?

U ovom ćemo radu razmotriti takve strukture eukariotske stanice,

Povijest otkrića

Stanice, glavne komponente jezgre, otkrile su kromosome u 19. stoljeću nekoliko znanstvenika. Ruski biolog J. D. Chistyakov proučavao je njihov proces mitoze (podjela stanica), Njemački je anatomist Valdeier otkrio ih tijekom pripreme histoloških preparata i nazivao se kromosomima, tj. Bojenjem tijela za brzu reakciju ovih struktura kada je u interakciji s organskom bojom s fuchsinom.

Fleming je sažimao znanstvene činjenice o funkcioniranju kromosoma u stanicama koje imaju formiranu jezgru.

Vanjska struktura kromosoma

Te mikroskopske formacije nalaze se u jezgrama - najvažnijim organelama stanice i služe kao mjesto skladištenja i prijenosa nasljedne informacije danog organizma. Kromosomi sadrže posebnu tvar - kromatin. To je konglomerat finih vlakana - fibrila i granula. S kemijske točke gledišta, ova veza linearnog DNA molekule (oko 40% njih) s specifičnim proteinima histona.

Kompleksi koji uključuju peptide i 8 pređe molekule DNA zavrtanja protein globula, kao spirala koje se nazivaju nukleosomi. Odsječak deoksiribonukleinske kiseline čini 1,75 okretaja oko jezgrenog dijela i ima oblik elipsoida duljine oko 10 nanometara i širine 5-6. Prisutnost tih struktura (kromosoma) u jezgri služi kao taksonomska značajka eukariotskim stanicama. To je u obliku nukleosoma kromosomi funkcioniraju kao očuvanje i prijenos genetskih osobina.

Ovisnost strukture kromosoma na fazi staničnog ciklusa

Ako je ćelija u međufaze, koji se odlikuje svojom intenzivnom rast i metabolizam, ali nedostatak podjele, kromosomi u jezgri imaju oblik tankih niti despiralizovannyh - chromonemata. Obično su isprepleteni i nemoguće ih je vizualno podijeliti u zasebne strukture. U vrijeme početka diobe stanica, koja je u somatskim stanicama naziva mitoza i seks - mejoza, kromosomi se početi spiralni i zgusnuti, postati vidljiviji u mikroskop.

Razine organizacije kromosoma

Jedinice nasljedstva su kromosomi, znanost o genetici detaljno se proučava. Znanstvenici su utvrdili da nukleozomski lanac koji sadrži DNA i proteine ​​histona čine helix prvog reda. Gusto pakiranje kromatina nastaje uslijed formiranja strukture višeg reda - solenoida. On se samoorganizira i kompakira u još složenije super helikse. Sve gore navedene razine kromosomske organizacije prolaze tijekom pripreme ćelije za podjelu.

Je u mitotski ciklus strukturnoj jedinici nasljeđivanja, koji se sastoji od gena koji sadrže DNA skraćeni i obložen odnosu vlaknastih chromonemata međufaznog perioda od oko 19 tisuća. Times. U tako kompaktnom obliku kromosoma jezgri, funkcije koja se sastoji u prijenosu nasljednih znakova organizma, postaju spremni za podjelu somatskih ili spolnih stanica.

Morfologija kromosoma

kromosomi funkcija može se objasniti proučavanjem njihove morfološke značajke koje su najbolje pratiti u diobenog ciklusa. Dokazano je da u se udvostručio sintetička faza medufaznih mase DNA u stanici, jer svaka kćer stanica dobiveni dijeljenjem, treba imati istu količinu genetskih informacija kao izvorni roditelja. To se postiže postupkom replikacije - samo-udvostručenje DNA izvedenu enzimom DNA polimeraze.

U citološkim pripravke pripravljene u trenutku metafazi mitoze u biljnim ili životinjskim stanicama, pod mikroskopom jasno da svaki kromosoma se sastoji od dva dijela, pod nazivom kromatide. U daljnjim fazama mitoze-anafaze i, osobito, telofaze, dolazi do njihova potpunog odvajanja, zbog čega svaki kromatid postaje zaseban kromosom. Što obuhvaća kontinuirano kompaktnog molekulu DNA, kao i lipida, proteina i RNA kiselina. Od mineralnih tvari u njoj postoje ioni magnezija i kalcija.

Pomoćni strukturni elementi kromosoma

Da kromosom funkcija u stanici su provedena u cijelosti, te jedinice nasljeđivanja su poseban uređaj - primarni suženje (centromeru), koji nikada spiralizuetsya. Ona je ona koja dijeli kromosom u dva dijela, zove se ramena. Ovisno o položaju centromere, kromosomske Genetika klasificira po jednakim kutom (metatsentrichnye) neravnoplechie (submetacentic) i akrotsentrichnye. Posebne se formacije formiraju na primarnim konstrikcijama - kinetochores, koji su disk-slični proteinski globuli koji se nalaze na obje strane centromera. Kinetochores se sastoje od dva dijela: vanjskih kontakata s mikrofilamentima (filament vlakna vlakana), pričvršćenih na njih.

Zbog smanjenja niti (mikrofilamenta) provodi se strogo naručena raspodjela kromatida koji čine kromosom između stanica kćeri. Neki kromosomi imaju jednu ili više sekundarnih suženja, koje nisu uključene u mitozi, jer ona ne mogu pridružiti nit vreteno, ali ta područja (sekundarne suženja) daju kontrolu sinteze jezgrama - organela koji su odgovorni za formiranje ribosoma.

Što je kariotip?

Poznati genetički znanstvenici Morgan, N. Koltsov i Setton početkom 20. stoljeća pažljivo su proučavali kromosome, njihovu strukturu i funkcije u somatskim i spolnim stanicama - gamete. Otkrili su da svaka stanica svih bioloških vrsta ima određeni broj kromosoma, koji imaju specifičan oblik i veličinu. Predloženo je da se cijeli skup kromosoma u jezgri somatske stanice zove kariotip.

U popularnoj literaturi, kariotip se često identificira s kromosomskim setom. Zapravo, to nisu identični pojmovi. Na primjer, kod čovjeka, kariotip je 46 kromosoma u jezgrama somatskih stanica i označen je općom formulom 2n. No, takve stanice, kao što su hepatociti (stanica jetre) imaju nekoliko jezgre, njihovog sastava kromosoma označeno kao 2n * 2 = 4n ili 2n * 4 = 8n. To jest, broj kromosoma u takvim stanicama bit će veći od 46, iako je kariotip hepatocita 2n, to jest 46 kromosoma.

Broj kromosoma u spolnim stanicama su uvijek dva puta manje nego u somatske (u stanicama tijela), ovaj set se zove haploidno i naziva se n. Sve ostale stanice u tijelu imaju set 2n, pod nazivom diploidne.

Teorija kromosoma Morganove nasljednosti

Američki genetičar Morgan je otkrio zakon vezan nasljeđivanja gena, provođenje pokusa na hibridizaciji voćnih mušica, voćne mušice. Zahvaljujući njegovom istraživanju, proučavane su funkcije kromosoma zametnih stanica. Morgan je dokazao da se geni koji se nalaze na susjednim lokacijama istog kromosoma nasljeđuju uglavnom zajedno, tj. Povezani. Ako su geni nalazi na kromosomu udaljeni jedni od drugih, između sestre kromosomi moguće Crossing-over - dijeljenje mjesta.

Zahvaljujući istraživanju Morgan, stvoreni su genetske karte, kojom proučavati funkciju kromosoma i njihovu opsežnu uporabu u genetičko savjetovanje za rješavanje pitanja od mogućih patoloških kromosoma ili gena koji uzrokuju nasljedne bolesti kod ljudi. Značaj zaključaka znanstvenika je teško precijeniti.

U ovom članku ispitali smo strukturu i funkcije kromosoma, koje izvode u stanici.