Функция на хромозоми и тяхната структура. Какво означава хромозомите в клетката?

В тази статия ще разгледа структурата на еукариотните клетки, хромозоми, структура и функция се учи биология промишленост, наречен цитологията.

История на откриването

Е основен компонент на клетъчните ядра, хромозома са били открити през 19 век от няколко изследователи. Руски биолог I. Chistyakov тях изследван през митоза (клетъчно делене), немски анатом Heinrich Wilhelm Готфрид фон Waldeyer-Hartz тях открити по време на получаването на хистологични препарати и наречени хромозоми, че е оцветяване на телета за бърз отговор на тези структури във взаимодействието с магента органична боя.

Флеминг се обобщи, че научните доказателства за това, което функция се изпълнява от хромозомите в клетките, които са украсени ядрото.

Външна структура на хромозомите

Това микроскопични образуване намира в ядрата - най-важните органели клетки и служи като място за съхранение и предаване на наследствена информация на организма. Хромозомите съдържат специална съставка - хроматина. Това е конгломерат от фини нишки - фибрили и гранули. От химична гледна точка, това съединение от линейни ДНК молекули (около 40%) със специфични хистонови протеини.

Комплекси, които включват 8 пептиди и ДНК молекули прежда усукани на протеинови глобули, като намотки наречени нуклеозоми. Парцел дезоксирибонуклеинова киселина представлява 1,75 оборота около валовата част и има форма на елипсоид около 10 нанометра дължина и 5-6 в ширина. Наличието на тези структури (хромозоми) в ядрото служи като таксономична игрални еукариотни клетки. Тя е под формата на нуклеозоми хромозоми функционират като съхраняването и предаването на генетични белези.

Зависимостта на структурата на хромозомите на фазата на клетъчния цикъл

Ако клетката е в интерфазата, който се характеризира с интензивен растеж и метаболизъм, но липсата на разделяне, хромозомите в ядрото имат формата на тънки нишки despiralizovannyh - chromonemata. Обикновено те се преплитат, и визуално ги разделят на отделни структури невъзможно. По време на началото на клетъчно делене, което е в соматичните клетки се нарича митоза и правят секс - мейоза, хромозоми започват спираловидни и се сгъстяват, стават по-видими в микроскопа.

Нива на организация на хромозомите

Единици на наследственост - хромозома, разглежда подробно науката генетика. Учените са установили, че нуклеозомалното нишки, съдържащи ДНК-хистонови протеини образуват спирала първи ред. Плътната опаковане на структурата на хроматина се дължи на образуването на по-висш порядък - соленоид. Той организира и запечатани в един още по-сложна биспирално. Всички от горните нива организации хромозомни са в процес на подготовка за клетките да се делят.

Това е в митотичното цикъл структурното звено на наследственост, състояща се от гени, съдържащи ДНК се скъсява и се сгъсти в сравнение с нишковидни chromonemata интерфазата период от около 19 хиляди. Пъти. Тази компактна форма хромозомни функции на ядрото , които са за прехвърляне на генетични характеристики на организма, са готови да се разделят соматични или зародишни клетки.

Морфологията на хромозомите

Хромозоми функция може да се обясни чрез изучаване на техните морфологични характеристики, които са най-добре проследени в митотичния цикъл. Доказано е, че в синтетичен етап на интерфазата маса на ДНК в клетката се удвоява, тъй като всяка клетка дъщеря образуван чрез разделяне, трябва да има същото количество генетична информация на оригиналния родител. Това се постига чрез процес репликация - самостоятелно удвояване ДНК, получена чрез ензим ДНК полимераза.

В цитологични препарати получени в момента на метафазата на митозиса в растителни или животински клетки под микроскоп ясно, че всяка хромозома се състои от две части, наречени хроматиди. В последващите фази на митозата - анафаза и особено телофазата - тяхното пълно разделяне се случи, при което всеки хроматиди става отделна хромозома. Той включва непрекъснато уплътнен ДНК молекула, както и липиди, протеини киселина и РНК. Минерални вещества, които съдържа магнезиеви и калциеви йони.

Подпомагане на структурните елементи хромозома

За хромозома функция в клетката се извършва изцяло, тези единици на наследственост са специално устройство - основната стеснението (центромер), който никога spiralizuetsya. Това разделя хромозомата на две части, наречени раменете. В зависимост от местоположението на центромера, хромозомни генетика, класифицирани в равен ъгъл (metatsentrichnye) neravnoplechie (submetacentic) и akrotsentrichnye. В специално образование първични стеснения са образувани - kinetochores, които са дискови, подобни протеинови глобули, разположени от двете страни на центромера. Сами kinetochores се състоят от две части: външен контакт с микрофиламенти (резбован шпиндел), прикрепени към тях.

Чрез намаляване на нишките (микрофиламенти) е строго подредени разпространение хроматиди съдържащи хромозомата между дъщерните клетки. Някои хромозоми имат един или повече вторични стеснения, които не са включени в митоза, тъй като те не могат да се присъединят към оста на нишката, но тези области (вторични стеснения) осигуряват контрол на синтеза на нуклеоли - органели, които са отговорни за образуването на рибозоми.

Какво е кариотип

Известни генетиците Morgan, Н. Koltsov, Сътън в началото на 20-ти век, щателно проучен структура на хромозомите и функцията в соматични и зародишни клетки - гамети. Те открили, че всяка клетка от всички видове, типични за определен период от хромозоми, които имат специфична форма и размер. Беше предложено, че съвкупността от хромозоми в ядрото на соматични клетки, наречен кариотип.

В популярната литература кариотип често се отъждествява с набор хромозоми. В действителност, това не е идентични понятия. Например, човек кариотип е 46 хромозоми в ядрата на соматични клетки и определен с обща формула 2n. Но такива клетки, като хепатоцити (чернодробните клетки) имат няколко ядра, тяхното хромозомна допълнение означен като 2п * 2 = 4п или 2n * 4 = 8п. Това означава, че броят на хромозомите в тези клетки ще бъде повече от 46, въпреки че кариотипа на хепатоцитите е 2п, тогава има 46 хромозоми.

Броят на хромозомите в зародишни клетки винаги са два пъти по-малко, отколкото в соматични (в клетките на тялото), този набор се нарича хаплоиден и е посочена като п. Всички други клетки в тялото имат набор от 2n, наречена диплоиден.

Морган хромозома теория на наследството

Американската генетик Морган открива закона на свързан наследство на гените, провеждане на експерименти върху хибридизацията на плодови мушици, плодови мухи. Чрез изследванията си, функцията на половите хромозоми от клетки са били проучени. Morgan оказа, че гените, разположени в съседните локуси на същата хромозома, предимно наследствени заедно, т.е. съединителя. Ако гените са разположени в хромозома далеч един от друг, между сестра Хромозоми възможни кръстосване - сайтове за споделяне.

Благодарение на изследванията на Морган, бяха създадени генетични карти, чрез които изучават функциите на хромозоми и тяхното широко използване в генетична консултация, за да отговорят на въпросите от възможните патологии хромозоми или гени, причиняващи наследствени заболявания при хората. Значението на заключенията на учените, че е трудно да се надценяват.

В тази статия, която представихме на структурата и функцията на хромозомите, които се изпълняват в клетката.