Презентация на тему Строение хромосом

ДНК, в которой заключена генетическая (наследственная) информация. Число, размер

и форма хромосом строго определены и специфичны для каждого вида. Каждая хромосома состоит из одной или нескольких пар хромонем. Различают гомологичные и негомологичные хромосомы.

19 в. в виде компактных телец палочковидной формы, выявляемых

под микроскопом в ядре на определенной стадии деления клетки.
Позже оказалось, что X. постоянно имеются в каждой клетке, однако их внешний вид значительно изменяется на разных стадиях жизни клетки.
Установлено, что хромосомы представляют собой нитевидную структуру огромной длины (хроматиновая нить), которая может закручиваться, образуя компактную спираль (спирализо-вываться), или раскручиваться (деспи-рализовываться). Плотная спирализация осуществляется перед началом деления клеток и обеспечивает точное перераспределение X. по дочерним клеткам.
На стадии митотического деления хромосомы становятся видимыми в световом микроскопе. У них можно заметить участок, называемый центромерой, к которому прикрепляются особые нити (нити веретена), участвующие в «растягивании» хромосом во время деления клеток.
Центромера располагается в центре X., деля ее на два равных плеча, или же может сдвигаться к одному из концов. В последнем случае говорят, что данная X. неравноплеча.
Как показывают последние достижения молекулярной генетики, хромосома представляет собой фактически одну длинную хроматиновую нить, образованную гигантской молекулой ДНК

в 950 раз). Хорошо заметно, что пары хромосом всё

ещё связаны между собой центромерами

клетках каждого вида организмов строго постоянно и является точной

характеристикой данного вида.
Вид 2n
Человек (Homo sapiens) 46
Горилла 48
Макака (Macaca mulatta) 42

38
Собака (Canis familiaris)

78
Лошадь 64
Корова (Bovis domesticus) 120
Курица (Gallus domesticus) 78
Свинья 40
Плодовая мушка (D.melanogaster) 8
Мышь (Mus musculus) 40
Дрожжи (S.cerevisiae) 32
Нематода 22/24
Крыса 42
Лиса 34
Голубь 16
Карп 104
Минога 174
Лягушка (Rana pipiens) 26
Миксомицеты 14
Бабочка 380
Шелкопряд 56
Протей (Necturus maculosis) 38
Рак (Cambarus clarkii) 200
Гидра 30
Аскарида 2
Пчела 16
Муравей (Myrmecia pilosula) 2
Виноградная улитка 24
Земляной червь 36
Речной рак 1 16
Малярийный плазмодий 2
Радиолярия 1600

Растения

Клевер 14
Тополь 38
Кукуруза (Zea mays) 20
Горох 14
Береза 84
Ель 24
Лук (Allium cepa) 16
Арабидопсис (Arabidopsis thaliana) 10
Картошка (S.tuberosum) 48
Лилия 24
Хвощ полевой 216
Томат 24
Крыжовник 16
Вишня 32
Рожь 14
Пшеница 42
Папоротник ~1200
Липа сердцевидная 78
Ирис русский 80
Гладиолус обыкновенный 80
Клевер паннонский 84
Полушник озерный 90-180
Крупка альпийская 96-180
Листовик японский 104
Щитовник мужской 110
Баранец обыкновенный 144
Ужовник обыкновенный 164
Гаплопаппус 4
Арабидопсис Таля 6

имеют пару хромосом на клетку. Самцы имеют только 1

хрососому в каждой клетке.

Наибольшее число: вид папоротников Ophioglossum reticulatum имеет около 630 пар хромосом, или 1260 хромосом на клетку

Верхний предел числа хромосом не зависит от количества ДНК которое в них входит: у американской амфибии Amphiuma ДНК в ~30 раз больше, чем у человека, которая помещается в 14 хромосомах. Самая маленькая хромосома амфибии больше самых крупных хромосом человека --> большое количество ДНК может не влиять на увеличение числа хромосом.

Существует минимальная масса хромосомы необходимая для расхождения хромосом в митозе - критическая масса. Наличие такой массы может частично объяснить избыточность ДНК.

митохондрии и пластиды, постоянно обитающие в клетках большинства эукариот)

не имеют хромосом в собственном смысле этого слова.

У большинства из них в клетке имеется только одна макромолекула ДНК, замкнутая в кольцо (эта структура получила название нуклеоид). У ряда бактерий обнаружены линейные макромолекулы ДНК. Помимо нуклеоида или линейных макромолекул, ДНК может присутствовать в цитоплазме прокариотных клеток в виде небольших замкнутых в кольцо молекул ДНК, так называемых плазмид, содержащих обычно незначительное, по сравнению с бактериальной хромосомой, число генов. Состав плазмид может быть непостоянен, бактерии могут обмениваться плазмидами в ходе парасексуального процесса.

Имеются данные о наличии у бактерий белков, связанных с ДНК нуклеоида, но гистонов у них не обнаружено.

составляет линейная макромолекула ДНК (в молекулах ДНК хромосом человека

насчитывается от 50 до 245 миллионов пар азотистых оснований). В растянутом виде длина хромосомы человека может достигать 5 см. Помимо неё, в состав хромосомы входят пять специализированных белков гистонов — H1, H2A, H2B, H3 и H4 и ряд негистоновых белков.
В интерфазе хроматин не конденсирован, но и в это время его нити представляют собой комплекс из ДНК и белков. Макромолекула ДНК обвивает октомеры (структуры, состоящую из восьми белковых глобул) гистоновых белков H2A, H2B, H3 и H4, образуя структуры, нуклеосомную нитью, d=10 нм.

В ранней интерфазе (фаза G1) основу каждой из будущих хромосом составляет одна молекула ДНК. В фазе синтеза (S) молекулы ДНК вступают в процесс репликации и удваиваются. В поздней интерфазе (фаза G2) основа каждой из хромосом состоит из двух идентичных молекул ДНК, образовавшихся в результате репликации и соединённых между собой в районе центромерной последовательности.

Перед началом деления клеточного ядра хромосома, представленная на этот момент цепочкой нуклеосом, начинает спирализовываться, или упаковываться, образуя при помощи белка H1 более толстую хроматиновую нить, или хроматиду, d=30 нм. В результате дальнейшей спирализации диаметр хроматиды достигает ко времени метафазы 700 нм. Конденсированная хромосома имеет вид буквы X (часто с неравными плечами), поскольку две хроматиды, возникшие в результате репликации, по-прежнему соединены между собой в районе центромеры (подробнее о судьбе хромосом при клеточном делении см. статьи митоз и мейоз).

как X, так и Y-хромосома

только X-хромосомы

хромосомы с центромерой, расположенной на проксимальном конце);
акроцентрические (палочковидные хромосомы

с очень коротким, почти незаметным вторым плечом);
субметацентрические (с плечами неравной длины, напоминающие по форме букву L);
метацентрические (V-образные хромосомы, обладающие плечами равной длины).

Тип хромосом является постоянным для каждой гомологичной хромосомы и может быть постоянным у всех представителей одного вида или рода.

3 - палочковидные (акроцентрические);
4 - хромосомы с вторичной

перетяжкой.

в некоторых клетках на определённых стадиях клеточного цикла. Например,

они обнаруживаются в клетках некоторых тканей личинок двукрылых насекомых (политенные хромосомы) и в ооцитах различных позвоночных и беспозвоночных (хромосомы типа ламповых щёток). Именно на препаратах гигантских хромосом удалось выявить признаки активности генов.

Политенные хромосомы
Впервые обнаружены Бальбиани в 1881-го, однако их цитогенетическая роль была выявлена Костовым, Пайнтером, Гейтцем и Бауером. Содержатся в клетках слюнных желёз, кишечника, трахей, жирового тела и мальпигиевых сосудов личинок двукрылых.

Хромосомы типа ламповых щеток
Обнаружены Рюккертом в 1892 году. По длине превышают политенные хромосомы, наблюдаются в ооцитах на стадии первого деления мейоза, во время которой процессы синтеза, приводящие к образованию желтка, наиболее интенсивны. Общая длина хромосомного набора в ооцитах некоторых хвостатых амфибий достигает 5900 мкм.

или спровоцированных изменений (например, после облучения).
Генные (точковые) мутации (изменения

на молекулярном уровне);
Аберрации (микроскопические изменения, различимые при помощи светового микроскопа):

делеции
дупликации
транслокации
инверсии

аберрация (перестройка), при которой происходит потеря участка хромосомы. Делеция

может быть следствием разрыва хромосомы или результатом неравного кроссинговера. Делеции подразделяют на интерстициальные (потеря внутреннего участка) и терминальные (потеря концевого участка).

Делеция гена отвечающего за белок CCR5-дельта32 приводит к невосприимчивости её носителя к ВИЧ. Предполагается, что эта мутация возникла примерно две с половиной тысячи лет назад и, со временем, распространилась по Европе.

мутация, заключающаяся в удвоении участка хромосомы.
Схема иллюстрирующая принцип дупликации

транслокации происходит обмен участками негомологичных хромосом, но общее число

генов не изменяется. Различные транслокации приводят к развитию лимфом, сарком, заболеванию лейкемией, шизофренией.

участков хромосомы на 180°.

Инверсии бывают пара- и перицентрическими.

В случае

парацентрической инверсии происходят два разрыва хромосом, оба по одну сторону от центромеры. Участок между точками разрыва поворачивается на 180°.

При перицентрической инверсии точки разрыва расположены по обе стороны от центромеры.

Сеттон и немецкий цитолог и эмбриолог Т. Бовери независимо

друг от друга выявили параллелизм в поведении генов и хромосом в ходе формирования гамет и оплодотворения. Эти наблюдения послужили основой для предположения, что гены расположены в хромосомах. Однако экспериментальное доказательство локализации конкретных генов в конкретных хромосомах было получено только в 1910 г. американским генетиком Т. Морганом, который в последующие годы (1911—1926) обосновал хромосомную теорию наследственности. Согласно этой теории, передача наследственной информации связана с хромосомами, в которых линейно, в определенной последовательности, локализованы гены. Таким образом, именно хромосомы представляют собой материальную основу наследственности.

Формированию хромосомной теории способствовали данные, полученные при изучении генетики пола, когда были установлены различия в наборе хромосом у организмов различных полов.

заключённые в ядре клетки, являются носителями генов и представляют

собой материальную основу наследственности, то есть преемственность свойств организмов в ряду поколений определяется преемственностью их хромосом. Хромосомная теория наследственности возникла в начале 20 в. на основе клеточной теории и использования для изучения наследственных свойств организмов гибридологического анализа.