Функции кариотипа – , , .

Строение и функции хромосом. Понятие о кариотипе — Лекции — Каталог файлов

Строение и функции хромосом. Понятие о кариотипе

 

Термин хромосома был предложен в 1888г. немецким морфологом В.Вальдейром. Работы Д Моргана и его сотрудников установили линейность расположения генов по длине хромосомы.

Согласно хромосомной теории наследственности, совокупность генов, входящих в состав одной хромосомы, образует группу сцепления.

Хромосомы состоят в основном из ДНК и белков, которые образуют нуклеопротеиновый комплекс. Белки составляют значительную часть вещества хромосом. На их долю приходится около 65 % массы этих структур. Все хромосомные белки разделяются на две группы: гистоны и негистоновые белки. РНК хромосом представлена в основном продуктами транскрипции, еще не покинувшим место синтеза.

Регуляторная роль компонентов хромосом заключается в «запрещении» или «разрешении» считывания информации с молекулы ДНК.

В первой половине митоза хромосомы состоят из двух хроматид. соединенных между собой в области первичной перетяжки (

центромеры) особым образом организованного участка хромосомы, общего для обеих сестринских хроматид. Во второй половине митоза происходит отделение хроматид друг от друга. Из них образуются однонитчатые дочерние хромосомы,распределяющиеся между дочерними клетками.

Кариотип – диплоидный набор хромосом, свойственный соматическим клеткам организмов данного вида, являющийся видоспецефическим признаком и характеризующийся определённым числом и строением хромосом. Если число хромосом в гаплоидном наборе половых клеток обозначить п, то общая формула кариотипа будет выглядеть как 2п, где число 

п различно для разных видов.

Хромосомы — структуры клетки, хранящие и передающие наследственную информацию. Хромосома состоит из ДНК и белка. Комплекс белков, связанных с ДНК, образует хроматин. Белки играют важную роль в упаковке молекул ДНК в ядре.

ДНК в хромосомах упакована таким образом, что умещается в ядре, диаметр которого обычно не превышает 5 мкм (5-10- 4 см). Упаковка ДНК приобретает вид петельной структуры, похожей на хромосомы типаламповых щеток амфибий или политенных хромосом насекомых. Петли поддерживаются с помощью белков, которые узнают определенные последовательности нуклеотидов и сближают их. Строение хромосомы лучше всего видно в метафазе митоза.

Хромосома представляет собой палочковидную структуру и состоит из двух сестринских хроматид, которые удерживаются центромерой в области первичной перетяжки. Каждая хроматид а построена из хроматиновых петель. Хроматин не реплицируется. Реплицируется только ДНК.

С началом репликации ДНК синтез РНК прекращается. Хромосомы могут находиться в двух состояниях: конденсированном (неактивном) и деконденсированном (активном).

Диплоидный набор хромосом организма называют ка-риотипом. Современные методы исследования позволяют определить каждую хромосому в кариотипе. Для этого учитывают распределение видимых под микроскопом светлых и темных полос (чередование AT и ГЦ-пар) в хромосомах, обработанных специальными красителями. Поперечной исчер-ченностью обладают хромосомы представителей разных видов. У родственных видов, например у человека и шимпанзе, очень сходный характер чередования полос в хромосомах.

Каждый вид организмов обладает постоянным числом, формой и составом хромосом. В кариотипе человека 46 хромосом — 44 аутосомы и 2 половые хромосомы. Мужчины ге-терогаметны (ХУ), а женщины гомогаметны (XX). У-хромосо-ма отличается от Х-хромосомы отсутствием некоторых аллелей (например, аллеля свертываемости крови). Хромосомы одной пары называют гомологичными. Гомологичные хромосомы в одинаковых локусах несут аллельные гены.

www.biokan.ru

Функции хромосом

Хромосомы — структуры клетки, хранящие и передающие наследственную информацию. Хромосома состоит из ДНК и белка. Комплекс белков, связанных с ДНК, образует хроматин. Белки играют важную роль в упаковке молекул ДНК в ядре.

Основу хромосомы составляет одна непрерывная двухцепочечная молекула ДНК; длина ДНК одной хромосомы может достигать нескольких сантиметров. Понятно, что молекула такой длины не может располагаться в клетке в вытянутом виде, а подвергается укладке, приобретая определенную трехмерную структуру, или конформацию. Можно выделить следующие уровни пространственной укладки ДНК и ДНП:

1) нуклеосомный (накручивание ДНК на белковые глобулы),
2) нуклеомерный,
3) хромомерный,
4) хромонемный,
5) хромосомный.

В процессе преобразования хроматина в хромосомы ДНП образует не только спирали и суперспирали, но еще петли и суперпетли. Поэтому процесс формирования хромосом, который происходит в профазу митоза или профазу 1 мейоза, лучше называть не спирализацией, а конденсацией хромосом.

Метафазная хромосома (хромосомы изучаются в метафазу митоза) состоит из двух хроматид. Любая хромосома имеет первичную перетяжку (центромеру), которая делит хромосому на плечи. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку и спутник. Спутник — участок короткого плеча, отделяемый вторичной перетяжкой. Хромосомы, имеющие спутник, называются спутничными. Концы хромосом называются теломерами. В зависимости от положения центромеры выделяют:

а) метацентрические (равноплечие),
б) субметацентрические (умеренно неравноплечие),
в) акроцентрические (резко неравноплечие) хромосомы.

Молекула ДНК. Фото: Christian Guthier

Соматические клетки содержат диплоидный (двойной — 2n) набор хромосом, половые клетки — гаплоидный (одинарный — n). Диплоидный набор аскариды равен 2, дрозофилы — 8, шимпанзе — 48, речного рака — 196. Хромосомы диплоидного набора разбиваются на пары; хромосомы одной пары имеют одинаковое строение, размеры, набор генов и называются гомологичными.

Кариотип — совокупность сведений о числе, размерах и строении метафазных хромосом. Идиограмма — графическое изображение кариотипа. У представителей разных видов кариотипы разные, одного вида — одинаковые. Аутосомы — хромосомы, одинаковые для мужского и женского кариотипов. Половые хромосомы — хромосомы, по которым мужской кариотип отличается от женского.

Хромосомный набор человека (2n = 46, n = 23) содержит 22 пары аутосом и 1 пару половых хромосом.

Половые хромосомы не относятся ни к одной из групп и не имеют номера. Половые хромосомы женщины — ХХ, мужчины — ХУ. Х-хромосома — средняя субметацентрическая, У-хромосома — мелкая акроцентрическая.

В области вторичных перетяжек хромосом групп D и G находятся копии генов, несущих информацию о строении рРНК, поэтому хромосомы групп D и G называются ядрышкообразующими.

Функции хромосом

Функция хромосом заключается:

— В хранении наследственной информации. Хромосомы являются носителями генетической информации.

— В передаче наследственной информации. Наследственная информация передается путем репликации молекулы ДНК.

— В реализации наследственной информации. Благодаря воспроизводству того или иного типа и-РНК и соответственно того или иного типа белка осуществляется контроль над всеми процессами жизнедеятельности клетки и всего организма.



biofile.ru

4. Свойство хромосом и понятие о кариотипе. Особенности кариотипов разных видов с/х животных

Свойство хромосом: 1. Индивидуальное строение. 2. Парность в соматических клетках. 3. Постоянство числа. 4. Способность к самопроизводству. В соматических клетках парные или гомологичные, набор диплоидный. В половых клетках имеются только по 1 хромосоме из каждой пары, набор гаплоидный. Набор хромосом в соматических клетках , свойственный каждому виду организма

кариотип – совокупность особенностей хромосом в соматических клетках. У к.р.с. 60 штук, у козы 60 шт., лошадь 64, собака 78, кошка 38, утка 80, карп 150. Среди хромосом у большинства вида животных имеется 1 пара, по которой ж. пол отличается от м. Эта пара называется половой хромосомой или гоносомой. Хромосомы, одинаковые для ж. и м. пола — аутосома. Если половые хромосомы гомологичные хх – пол гомогаметный. Если не гомологичные ху пол – гетерогаметные.

5. Строение и функции органоидов клетки

Органоиды

специфические дифференцируемые структуры клетки, выполняющие определённые функции. Э.П.С. состоит из канальцев, узких щелевидных полостей, расширенных полостей, отдельных пузырьков и мешочков. 2 типа Э.П.С.: агранулярная, гранулярная. Агранулярная представлена только мембранным комплексом, она участвует в синтезе углеводов и сцироидных веществ. Гранулярная – состоит из мембран, цистерн и рибосом, расположенных на наружной поверхности мембран. Хорошо развита в клетках с интенсивным обменом веществ, молодых клетках, клетках желёз и нервных клетках. При делении кл ЭПС исчезает, но появляется вновь. Значение: 1. Транспортная функция, по канальцам движутся питательные вещества. 2. Синтез углеводов и сцироидных веществ. 3. Синтез белка.
Метахондрии
их число в клетке большое, в клетках печени встречаются от 2500 шт. Они покрыты 2 мембранами, между которыми имеется жидкое содержимое, от внутренней мембраны отходят в виде перегородок — христе, разделяющие метахондрии на камеры. Содержимое камеры –матрикс. Наличие в них сократительных белков. В метахондрии содержатся липопротеиды. Липиды, белки. Наличие в метахондриях большого количества РНК и некоторого количества ДНК, указывает на то, что в метахондриях может происходить синтез белка. Генетический код ДНК отличается от ДНК ядра. Точно распределяется между дочерними клетками. Комплекс Гольджи – сетки, из тонких нитей, располагается вокруг ядра. Имеет 3 генетически связанных компонентов: больших вакуолей, микропузырьков, уплощённых параллельно расположенных цистерн. Обнаружены липопротеиды, рибонуклеотиды и ферменты. Между цистернами комплекса Гольджи и Э.П.С. прямого контакта нет, но связь тесная при помощи микропузырьков они отрываются от цистерн Э.П.С. и направляются к цистернам комплекса и сливаются и переносят вещества, образованные в Э.П.С. Значение. Выделительная. К.Г. – депо мембранных структур клетки. Строится вновь. Центросома состоит из центросферы, внутри 2 центриоли, связанные перемычками центросмозы. От центриолей расходятся тонкие тяжи, составляющие лучистую сферу. Каждая центриоля состоит из 2 цилиндрических телец, расположенных друг к другу. Значение: центросома связана с функцией движения; участвуют в митозе. Рибосомы состоит из 2 субъединиц: большой и маленькой, связанные в комплекс. Рибосомы – центр синтеза белка. Распределяются между дочерними кл равномерно. Лизосомы – содержат гидролитические ферменты. Функции – фагоцитоз, автолиз. Лизосомы образуются в комплексе Гольджи. Типы: первичная – необходимы для внутриклеточного переваривания. Вторичная лизосома — происходит переваривание частиц, если переваривание не до конца, то образуются остаточное тельце. Циторибосомы –участвуют в переваривание фрагментов всей клетки. Ядро – основной компонент клетки, несущей генетическую информации. Форма различная, но всегда круглая или овальная. Размеры различны. Различают оболочку, хроматин, кариолимфу, ядрышко. Ядерная оболочка состоит из 2 мембран, разделённых перенуклеарным пространством. Оболочка снабжена порами. Оно может находиться в 2 состояниях: покоя – интерфазы и деления – митоза или мейоза. Интерфазное ядро представляет собой круглое образование с многочисленными глыбками хроматина. Выделяют 2 типа хроматина: гетерохроматин и эухроматин. Хроматин состоит из очень тонких нитей, получивших название хромосом. В них заложена основная часть генетической информации индивидуума. В ядрах клеток обнаруживаются округлые тельца – ядрышки. На них осуществляется синтез р-РНК, а также ядерных белков. В кариолимфе содержатся РНК и ДНК, белки, большая часть ферментов ядра. Ядрышко состоит из РНК, много ионов металла, в частности цинка. Не имеют собственную оболочку. Они состоят из фибриллярной и аморфной частях. Это место активного синтеза белка, белок накапливается. Значение ядра: участвует в образовании белка, РНК, рибосом; регуляция формообразования процессов и функции клеток; хранение генетического кода и его точное воспроизведение в ряду клеточного поколения.

studfiles.net

32. Митотические хромосомы. Морфологическая организация и функции. Кариотип ( на примере человека).

Митотические хромосомы образуются в клетке во время митоза. Это неработающие хромосомы, и молекулы ДНК в них уложены чрезвычайно плотно. Достаточно сказать, что общая длина метафазных хромосом примерно в 104 раз меньше, чем длина всей ДНК, содержащейся в ядре. Благодаря такой компактности митотических хромосом обеспечивается равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками при митозе. Кариоти́п— совокупность признаков (число, размеры, форма и т.д.) полного набора хромосом, присущий клеткам данного биологического вида (видовой кариотип), данного организма (индивидуальный кариотип) или линии (клона) клеток. Кариотипом иногда также называют и визуальное представление полного хромосомного набора (кариограммы).

Определение кариотипа

Внешний вид хромосом существенно меняется в течение клеточного цикла: в течение интерфазы хромосомы локализованы в ядре, как правило, деспирализованы и труднодоступны для наблюдения, поэтому для определения кариотипа используются клетки в одной из стадий их деления — метафазе митоза.

Процедура определения кариотипа

Для процедуры определения кариотипа могут быть использованы любые популяции делящихся клеток, для определения человеческого кариотипа используется либо одноядерные лейкоциты, извлечённые из пробы крови, деление которых провоцируется добавлением митогенов, либо культуры клеток, интенсивно делящихся в норме (фибробласты кожи, клетки костного мозга). Обогащение популяции клеточной культуры производится остановкой деления клеток на стадии метафазы митоза добавлением колхицина — алкалоида, блокирующего образование микротрубочек и «растягивание» хромосом к полюсам деления клетки и препятствующего тем самым завершению митоза.

Полученные клетки в стадии метафазы фиксируются, окрашиваются и фотографируются под микроскопом; из набора получившихся фотографий формируются т. н.систематизированный кариотип— нумерованный набор пар гомологичных хромосом (аутосом), изображения хромосом при этом ориентируются вертикально короткими плечами вверх, их нумерация производится в порядке убывания размеров, пара половых хромосом помещается в конец набора (см. Рис. 1).

Исторически первые недетализованные кариотипы, позволявшие проводить классификацию по морфологии хромосом получались окраской по Романовскому — Гимзе, однако дальнейшая детализация структуры хромосом в кариотипах стала возможой с появлением методик дифференциального окрашивания хромосом.

Классический и спектральный кариотипы.

33. Репродукция хромосом про- и эукариот, взаимосвязь с клеточным циклом.

Обычно клеточный цикл у эукариот состоит из четырех временных отрезков: собственномитоза(M),пресинтетическойG1),синтетическойS) ипостсинтетическойG2) фаз (периодов). Известно, что общая продолжительность как всего клеточного цикла, так и отдельных его фаз значительно варьируют не только у разных организмов, но и у клеток разных тканей и органов одного организма.

Универсальная теория клеточного цикла предполагает, что клетка как целое в течение клеточного цикла проходит через ряд состояний ( Hartwell L., 1995). В каждом состоянии критическиерегуляторные белкипретерпевают фосфорилирование или дефосфорилирование, определяющие переход этих белков в активное или неактивное состояние, их взаимосвязи и/или клеточную локализацию.

Изменения состояний клетки в определенных точках цикла организует особый класс протеинкиназ —циклинзависимые киназы(Cyclin-dependent kinases —cdk).Cdkобразуют комплексы со специфическими короткоживущими белками —циклинами, вызывающими их активацию, а также с другими вспомогательными белками.

Предполагается, чтопростейший клеточный циклможет состоять только из двух фаз — S и M, регулируемых соответствующими cdk. Такой гипотетический клеточный цикл имеет место во время раннего эмбриогенеза у организмов с большими яйцеклетками, например у Xenopus и Drosophila. В этих яйцеклетках все компоненты, необходимые для многочисленных делений, пресинтезированы во время оогенеза и сохраняются в цитоплазме. Поэтому после оплодотворения деления происходят чрезвычайно быстро, и периодыG1иG2отсутствуют.

Клеточная пролиферация контролируется сложной сетью внеклеточных и внутриклеточных событий, приводящих либо к инициации и поддержанию клеточного цикла, либо к выходу клеток вфазу покоя.

Центральным событием клеточного цикла является репликация ДНК.

Репликация ДНК требует присутствия достаточно большого набора ферментов и белковых факторов, упаковка вновь синтезированной ДНК в хроматин нуждается также в синтезе гистонов de novo. Экспрессиягенов, кодирующих перечисленные белки, специфична для S-фазы.

После завершения репликации, когда генетический материал удвоен, клетка входит в постсинтетическуюфазу G2, во время которой происходит подготовка к митозу.В результате митоза ( М-фаза) клетка разделяется на две дочерних. Обычно выделяют два критических перехода между фазами-G1/SиG2/M0.

Исходя из схемы клеточного цикла, можно заключить, что клетки останавливались бы вточке рестрикции Rвфазе G1, если бы стадия G1 представляла собой биосинтетическую реакцию, намного более чувствительную к ингибированию общего синтеза белка, чем любые другие реакции, специфичные для отдельных фаз цикла.

Было высказано предположение, что для прохождения точки рестрикции R концентрация каких-то триггерных белков должна превысить некоторый пороговый уровень.

Согласно этой модели любые условия, снижающие общую интенсивностьбелкового синтеза, должны отдалять накопление пороговой концентрации триггерного белка, удлинять фазу G1 и замедлять темп деления клеток. Действительно, когда клетки растут in vitro в присутствии различных концентраций ингибиторов белкового синтеза, клеточный цикл сильно растягивается, тогда как время, необходимое для прохождения фаз S, G2 и М, существенно не изменяется. Наблюдаемое удлинение фазы G1 согласуется с данной моделью, если предположить, что каждая молекула триггерного белка остается активной в клетке лишь несколько часов. Эта модель позволяет также объяснить торможение роста клеток при увеличении их плотности или при голодании; как известно, оба этих фактора снижают синтез белка и останавливают клеточный цикл в наиболее чувствительной точке фазы G1- точке R.

По-видимому, механизмы, контролирующие рост клеток в ткани, воздействуют непосредственно на общую интенсивность белкового синтеза в клетках; согласно этой гипотезе, в отсутствии специфических стимулирующих факторов (и/или при наличии ингибирующих факторов) клетки будут синтезировать белки лишь на некотором базальном уровне, поддерживающем status quo. Смбелок RB: роль в регуляции клеточного цикла. При этом количество белков со средней скоростью обновления будет поддерживаться на том же уровне, что и в растущих клетках, а концентрация нестабильных белков (в т.ч. и триггерного белка будет уменьшаться пропорционально уменьшению скорости их синтеза. В условиях, способствующих ускорению общего белкового синтеза, количество триггерного белка превысит пороговый уровень, что позволит клеткам пройти точку рестрикции R и приступить к делению.

studfiles.net

Строение хромосом. Понятие кариотипа

Новые рефераты:

  • Повышение пенсионного возраста.
  • Безработица и её социально-экономические последствия.
  • Основные направления в развитии социологической теории ХХ века.
  • Колебательные реакции.
  • Предмет формальной логики.
  • Роль и значение времени в управлении.
  • Античная философия.
  • Социальная поддержка многодетных семей (на примере Архангельской области).
  • Рыночные структуры.
  • Причины и типология кризисов в социально-экономических системах.
  • Этапы реинжиниринга бизнес-процессов. Роль творчества в процессе реинжиниринга.

    Главная » Биология. Учебник » Строение хромосом. Понятие кариотипа



    Строение хромосом. Понятие кариотипа

    Хромосома — плотные, интенсивно окрашивающиеся структуры, палочковидной формы разной длины и практически постоянной толщины. Длина хромосом может колебаться от 0,2 до 50 мкм. Главные компоненты хромосомы — ДНК (40%) и белки (60%). Формы хромосом, связанные с определенными стадиями клеточного цикла:
    • митотическая — хромосома в период деления, представляет собой плотное тельце;
    • интерфазная — хромосома в стадии «покоя», когда идут все метаболические и синтетические процессы, представлена рыхлой раскрученной формой (хромотипом). У большинства имеется зона первичной перетяжки (центромера), которая делит хромосому на два плеча. Хромосомы с равными или почти равными плечами называют метацентрическими, с плечами неодинаковой длины — субметацентрическими. Палочковидные хромосомы с очень коротким, почти незаметным вторым плечом — акроцентрические.
    К центромере прикрепляются нити веретена деления. Хромосомы ядра клетки (исключая половые клетки) всегда парные. Каждая пара образована хромосомами, имеющими одинаковый размер, форму, положение первичной и вторичной перетяжек. Такие хромосомы называют гомологичными. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку (ядрышковый организатор), которая обычно располагается вблизи дистального (удаленного от середины) конца хромосомы и
     
    отделяет маленький участок, спутник. На этих участках хромосом в интерфазе происходит образование ядрышка. Здесь же локализована ДНК, ответственная за синтез рРНК.

    Число хромосом у живых организмов значительно колеблется, но характерно для каждого вида животных или растений. Кариотип — совокупность числа, величины и морфологии хромосом. В кариотипе человека 23 пары хромосом (т.е. 46 хромосом), из них 1 пара половые (XX у женщин и XY у мужчин). Если в ядрах клеток хромосомы образуют гомогоничные пары, то такой подбор хромосом называют двойным (диплоидным) и обозначают 2п. Количество ДНК, которое соответствует этому набору, обозначают 2с. Он характерен для соматических клеток. В ядрах половых
    клеток (гамет) каждая хромосома представлена в единственном числе. Такой набор называют гаплоидным (одинарным) и обозначают п, а количество ДНК в нем — пт.
    Строение хроматина. Хроматин состоит из примерно одинакового по массе количества ДНК и белка. Половину белков составляют негистоновые белки. Они выполняют структурные и регуляторные функции в процессе транскрипции и поддержании определенных структур хроматина на высших уровнях структуризации. С помощью негистоновых белков отдельные участки нити ДНК скрепляются, образуя петли. Другая разновидность белков — гистоновые белки — обеспечивает укладку ДНК в нуклеосомы. Нуклеосома состоит из изогнутого участка ДНК размером 150—200 пар нуклеотидов, который обвит вокруг четырех пар гистоновых белков Н2А, Н2В, НЗ, Н4, обладающих щелочными свойствами и образующих ядро нуклеосомы (кор). В организацию нуклеосомной последовательности вовлечен и гистон HI. Он «сшивает» ДНК в начале и в конце обвитого сегмента.
    Уровни компактизации хроматина
    • Первый уровень — нуклеосомный — обеспечивает сверхскручивание ДНК по поверхности гистоновой сердцевины.
    • Второй — нуклеомерный (сверхбусина), где идет объединение 8—10 нуклеосом в виде глобулы. Т.к. все эти уровни компактизации происходят на огромных линейных молекулах ДНК, то ряд сближенных нуклеомеров образует 20-30-нанометровую фибриллу дезоксинуклео-протеида (ДНП).
    • Третий уровень — хромомерный: петли фибрилл ДНП, объединенные скрепками из негистоновых белков, образуют компактные тела (0,1—0,2 мкм), которые при искусственной декомпенсации дадут розетковидные структуры.
    • Четвертый уровень — хромонемный: сближенные в линейном порядке хромомеры образуют толстые (0,1—0,2 мкм) нити, которые можно уже наблюдать и в световом микроскопе. Характер упаковки этой нити в теле хро-матиды еще недостаточно выяснен; возможна спиральная укладка хромонемы, но не исключено образование ею и еще одного уровня петлистых структур. Половой хроматин — плотное окрашивающееся тельце, обнаруживаемое в неделящихся (интерфазных) ядрах клеток у животных и человека. Половой хроматин у человека представлен в виде Х-хроматина (тельце Барра — сильно спирализованная, неактивная, интенсивно окрашивающаяся основными красителями Х-хромосома). По наличию полового хроматина определяют пол (тельца Бара обнаруживаются только в клетках женщин).

    Основные процессы, в ходе которых происходит реализация основных функций ядра — репликация и транскрипция.
    Репликация
    Репликация ДНК — способность молекулы ДНК к самоудвоению, воспроизведению точных копий исходной молекулы. В ходе репликации из одной двойной спирали ДНК образуются две идентичные двойные спирали. Такой способ удвоения молекул, при котором дочерняя молекула содержит одну материнскую и одну вновь синтезированную, цепь называют полуконсервативным. Фрагмент ДНК от начала репликации до другой точки образует единицу репликации — репликон. Кольцевые молекулы ДНК прокариотических клеток представляют собой целиком отдельные репликоны. Эукариотические хромосомы содержат большое число репликонов. В связи с этим удвоение молекулы ДНК, расположенной вдоль эукариотической хромосомы, начинается в нескольких точках. В разных репликонах удвоение может идти в разное время или одновременно.
    Под действием ферментов (ДНК-полимераз) молекула ДНК раскручивается, и около каждой цепи — матрицы, по принципу комплементарности (соответствия), достраивается новая цепь.
    Механизм репликации у эукариот (рис. 11):

    Рис. 11. Схема репликации эукариот
     
    • Раскручивание ДНК происходит на небольшом отрезке (несколько десятков нуклеотидов), называемом репликативной вилкой. Разрывает две цепи ДНК-полимераза, а ДНК-геликаза (ДНК-топоизомераза только у прокариот) позволяет одной цепи вращаться вокруг другой, снимая накопившееся напряжение в двойной спирали.
    • Затравка синтеза (прикрепление РНК, начало движения ДНК-полимеразы от У — к 5′-концу цепи.
    • Присоединение свободных нуклеотидов (дАТФ, дГТФ, дЦТФ, дТТФ).
    • Перемещение фермента ДНК-полимеразы вдоль молекулы репликативной вилки, пока он не дойдет до точки окончания синтеза в направлении У —> 5′. Эта цепь называется лидирующей. Другая ДНК-полимераза движется по другой цепи (5′ — 3′) в обратную сторону — тоже в направлении У > 5′, синтезируя вторую дочернюю цепь фрагментами (фрагменты Оказаки), которые после завершения репликации сшиваются в единую цепь. Эта цепь называется отстающей.
    После окончания синтеза дочерних цепей ДНК на данном участке и соединения их с материнскими раскручивается новый отрезок, и цикл репликации повторяется. Синтез ДНК идет с затратой АТФ.
    Условия репликации:
    • матрица ДНК;
    • 4 типа нуклеотида;
    • ДНК-полимеразы;
    • праймер («затравка» для начала деятельности ДНК-полимеразы) — РНК длиной 20 нм (у эукариот).
    Транскрипция — это синтез всех видов РНК по матрице ДНК, осуществляемый ферментом ДНК-зависимой РНК-полимеразой. Транскрипция происходит в ядре. Для транскрипции необходимы матрица — кодирующая цепь ДНК; ферменты; рибонуклеозиды. Весь процесс транскрипции осуществляется за счет энергии АТФ.
    Принципы транскрипции: рост цепи РНК идет только в направлении 5′ —> 3′. Для начала синтеза РНК фермент не нуждается в поли- или олигонуклеотидной затравке.
    Промотор — особая последовательность нуклеотидов ДНК, узнаваемая РНК-полимеразой как посадочная площадка и старт синтеза РНК. Только с промотора может начаться синтез специфической РНК.
    Терминатор — особая последовательность нуклеотидов ДНК, узнаваемая РНК-полимеразой как финиш транскрипции.
    Этапы транскрипции:
    Узнавание и прочное связывание РНК-полимераза с матрицей.
    Инициация заключается в образовании первой фосфодиэфирной связи между пуринтрифосфатом (АТФ или ГТФ) и следующим нуклеотидом.
    Элонгация — последовательное наращивание цепи РНК (или продолжение транскрипции). Скорость элонгации 40—50 нукл./сек.
    Терминация — восстановление поврежденной ДНК идет за счет процессов репарации. ДНК повреждается, например, под действием рентгеновского излучения, ультрафиолетового света или химических веществ. Специальные ферменты вначале вырезают поврежденный участок, затем застраивают его комплементарными нуклеотидами и в заключение сшивают новый отрезок цепи с концом старой. Процесс репарации позволяет клеткам сохранять ДНК в неизменном виде.
    Лекция, реферат. Строение хромосом. Понятие кариотипа — понятие и виды. Классификация, сущность и особенности.

    Оглавление книги открыть закрыть

    Основные свойства живого. Уровни организации живого
    Клетка — структурная и функциональная единица живого. Многообразие клеток
    Вода и ее роль в жизнедеятельности клетки
    Органические вещества: липиды, углеводы, их роль в клетке
    Белки. Структура и функции
    Нуклеиновые кислоты. Общая характеристика ДНК
    Общая характеристика РНК
    Понятие «генетический код»
    Строение и функции плазматической мембраны. Транспорт веществ через мембрану
    Ядро: основные характеристики, строение и функции
    Строение хромосом. Понятие кариотипа
    Органеллы цитоплазмы: понятие и классификация
    Рибосома, её состав и строение. Трансляция
    Митохондрии: определение, локализация в клетке, разновидности, строение, полуавтономность
    ВКЛЮЧЕНИЯ. ПЛАСТИДЫ
    Фотосинтез как основная функция хлоропластов
    Цитоскелет. Центриоли
    Формы и способы размножения. Бесполое размножение
    Жизненный цикл клетки
    Половое размножение. Партеногенез
    Мейоз как основа образования половых клеток организмов
    Особенности размножения растений
    Спорогенез и гаметогенез, двойное оплодотворение у цветковых растений
    Гаметогенез
    Особенности строения женских половых клеток, их классификация
    Особенности строения и функций мужских половых клеток
    Оплодотворение: значение, виды, этапы
    Дробление яйцеклетки
    Понятие зародышевых листков, осевых и провизорных органов. Гаструляция
    Образование осевых органов. Органогенез
    Формирование плаценты, ее функции. Типы плацент у различных видов млекопитающих
    Общая характеристика и периодизация постэмбрионального развития


     

     

referatwork.ru

Кариотип

Понятие кариотипа

Каждой клетке того или иного вида организмов свойственны определённое количество, форма и размер хромосом.

Определение 1

Совокупность хромосом соматических клеток, типичную для данной систематической группы организмов, называют хромосомным набором, или кариотипом.

Зрелые половые клетки имеют гаплоидный (одинарный) набор хромосом, обозначается он латинской буквой n.

Соматические клетки содержат двойной набор хромосом (диплоидный набор), который обозначается 2n.

Клетки, которые имеют больше двух наборов хромосом, называют полиплоидными (4n, 6n, 8n и т. д.)

С уровнем организации живых организмов количество хромосом не связано: примитивные формы могут иметь большее количество хромосом, чем высокоорганизованные, и наоборот.

Пример 1

В клетках радиолярий (царство Протисты) содержится от 1000 до 1600 хромосом, а в клетках шимпанзе – лишь 48.

Замечание 1

Всем организмам одного вида присуще одинаковое количество хромосом – они характеризуются видовой специфичностью кариотипа.

Пример 2

Клетки человека имеют диплоидный набор 46 хромосом, плодовой мушки дрозофилы – 8, картошки – 48, пшеницы мягкой – 42, томата – 24, кукурузы – 20.

Однако клетки разных тканей одного организма могут иметь различное количество хромосом (в зависимости от функций, которые они выполняют).

Пример 3

Клетки печени животных содержат различное число наборов хромосом (4n, 8n).

Потому понятия «хромосомный набор» и «кариотип» не вполне идентичны.

Как правило, в соматических клетках парное число хромосом. Это связано с тем, что каждая хромосома имеет аналогичную себе. У хромосом из такой пары одинаковые размер, форма и состав генов.

Определение 2

Пара хромосом, имеющих одинаковые гены или их аллели и которые контролируют альтернативные признаки, называются гомологичными.

У гомологичных хромосом одинаково расположены центромеры и одинаковый порядок расположения сухроматиновых (светлых) и гетерохроматиновых (тёмных) сегментов и других деталей строения. Одна гомологичная хромосома происходит от отца, другая – от матери.

Пример 4

У человека в ядрах соматических клеток есть 23 пары гомологичных хромосом.

Генетическая информация, необходимая для развития организма, содержится только в полном диплоидном наборе хромосом.

Клеточный центр

Определение 3

Клеточный центр (центросома) – органелла, состоящая из двух мелких образований – центриолей и лучистой сферы вокруг них.

Локализируется во время интерфазы возле ядра, не имеет мембранной оболочки.

Перед делением клетки центриоли удваиваются (синтезируется ещё одна пара), расходятся в противоположные стороны и формируют полюса клетки, которая делится. Указанные структуры берут участие в формировании веретена деления.

Центриоли участвуют в образовании микротрубочек цитоскелета. Они также образуют базальное тельце, которое лежит в основании жгутиков.

В электронном микроскопе центриоли имеют вид коротких цилиндров, расположенных перпендикулярно друг к другу. Длиной 0,3 мкм, толщиной 0,1 мкм. Каждая центриоль построена из 9 триплетов белковых микротрубочек, расположенных параллельно по кругу и соединённых между собой специальными протеинами. Внутреннее содержимое центриоли также имеет определённую фибриллярную структуру, которая связана с белковой осью.

spravochnick.ru

Виды хромосом. Строение и функции хромосом. Кариотип. — Студопедия.Нет

Хромосомы — структуры клетки, хранящие и передающие наследственную информацию. Хромосома состоит из ДНК и белка. Комплекс белков, связанных с ДНК, образует хроматин. Белки играют важную роль в упаковке молекул ДНК в ядре.

ДНК в хромосомах упакована таким образом, что умещается в ядре, диаметр которого обычно не превышает 5 мкм (5-10- 4 см). Упаковка ДНК приобретает вид петельной структуры, похожей на хромосомы типаламповых щеток амфибий или политенных хромосом насекомых. Петли поддерживаются с помощью белков, которые узнают определенные последовательности нуклеотидов и сближают их. Строение хромосомы лучше всего видно в метафазе митоза.

Хромосома представляет собой палочковидную структуру и состоит из двух сестринских хроматид, которые удерживаются центромерой в области первичной перетяжки. Каждая хроматид а построена из хроматиновых петель. Хроматин не реплицируется. Реплицируется только ДНК.

С началом репликации ДНК синтез РНК прекращается. Хромосомы могут находиться в двух состояниях: конденсированном (неактивном) и деконденсированном (активном).

Диплоидный набор хромосом организма называют ка-риотипом. Современные методы исследования позволяют определить каждую хромосому в кариотипе. Для этого учитывают распределение видимых под микроскопом светлых и темных полос (чередование AT и ГЦ-пар) в хромосомах, обработанных специальными красителями. Поперечной исчер-ченностью обладают хромосомы представителей разных видов. У родственных видов, например у человека и шимпанзе, очень сходный характер чередования полос в хромосомах.

Каждый вид организмов обладает постоянным числом, формой и составом хромосом. В кариотипе человека 46 хромосом — 44 аутосомы и 2 половые хромосомы. Мужчины ге-терогаметны (ХУ), а женщины гомогаметны (XX). У-хромосо-ма отличается от Х-хромосомы отсутствием некоторых аллелей (например, аллеля свертываемости крови). Хромосомы одной пары называют гомологичными. Гомологичные хромосомы в одинаковых локусах несут аллельные гены.

Строение и жизнедеятельность растительной клетки.

Строение и жизнедеятельность растительной клетки.

1. Строение растительной клетки: целлюлозная оболочка, плазматическая мембрана, цитоплазма с органоидами, ядро, вакуоли с клеточным соком. Наличие пластид — главная особенность растительной клетки.
2. Функции клеточной оболочки — придает клетке форму, защищает от факторов внешней среды.
3. Плазматическая мембрана — тонкая пленка, состоит из взаимодействующих молекул липидов и белков, отграничивает внутреннее содержимое от внешней среды, обеспечивает транспорт в клетку воды, минеральных и органических веществ путем осмоса и активного переноса, а также удаляет вредные продукты жизнедеятельности.
4. Цитоплазма — внутренняя полужидкая среда клетки, в которой расположено ядро и органоиды, обеспечивает связи между ними, участвует в основных процессах жизнедеятельности.
5. Эндоплазматическая сеть — сеть ветвящихся каналов в цитоплазме. Она участвует в синтезе белков, липидов и углеводов, в транспорте веществ. Рибосомы — тельца, расположенные на ЭПС или в цитоплазме, состоят из РНК и белка, участвуют в синтезе белка. ЭПС и рибосомы — единый аппарат синтеза и транспорта белков.
6. Митохондрии — органоиды, отграниченные от цитоплазмы двумя мембранами. В них с участием ферментов окисляются органические вещества и синтезируются молекулы АТФ. Увеличение поверхности внутренней мембраны, на которой расположены ферменты, за счет крист. АТФ — богатое энергией органическое вещество.

7. Пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты), их содержание в клетке — главная особенность растительного организма. Хлоропласты — пластиды, содержащие зеленый пигмент хлорофилл, который поглощает энергию света и использует ее на синтез органических веществ из углекислого газа и воды. Отграничение хлоропластов от цитоплазмы двумя мембранами, многочисленные выросты — граны на внутренней мембране, в которых расположены молекулы хлорофилла и ферменты.
8. Комплекс Гольджи — система полостей, отграниченных от цитоплазмы мембраной. Накапливание в них белков, жиров и углеводов. Осуществление на мембранах синтеза жиров и углеводов.
9. Лизосомы — тельца, отграниченные от цитоплазмы одной мембраной. Содержащиеся в них ферменты ускоряют реакцию расщепления сложных молекул до простых: белков до аминокислот, сложных углеводов до простых, липидов до глицерина и жирных кислот, а также разрушают отмершие части клетки, целые клетки.
10. Вакуоли — полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком, место накопления запасных питательных веществ, вредных веществ; они регулируют содержание воды в клетке.
11. Клеточные включения — капли и зерна запасных питательных веществ (белки, жиры и углеводы).
12. Ядро — главная часть клетки, покрытая снаружи двухмембранной, пронизанной порами ядерной оболочкой. Вещества поступают в ядро и удаляются из него через поры. Хромосомы — носители наследственной информации о признаках организма, основные структуры ядра, каждая из которых состоит из одной молекулы ДНК в соединении с белками. Ядро — место синтеза ДНК, иРНК, рРНК.

 

studopedia.net

Оставьте комментарий