Хемијски састав хромозома. Структура, функција и класификација хромозома

Хромозоми - ит нуклеопротеин структуре налазе у језгру еукариотских ћелија. Стално су готово све генетске информације, а они су у функцији његовог складиштења, преноса и имплементације. Хромозоми су једва видљиве чак и под микроскопом светлости, али јасно се види у периодима деобе ћелија током митозе и мејозе.

Кариотип и хромозоми правила

Кариотип се назива скуп свих хромозома (диплоидних), су у кавезу. Он је врста специфичан, који је јединствен за сваку врсту живих бића на планети, ниво нестабилности је релативно низак, али неки појединци могу имати одређене карактеристике. На пример, представници различитих полова у суштини идентични хромозоми (аутозома), разлика између кариотипова само једног пара хромозома - полних хромозома, или додатне хромозому.

Услови хромозома су једноставни: њихов број стално (на соматских ћелија може да садржи само стриктно број хромозома, на пример, мачке - 38, у воћне мушице Дросопхила меланогастер - 8, пилетину - 78, и човека 46).

Хромозоми су упарени, сваки од њих има хомологне пар, идентични у свим аспектима, укључујући облик и величину. Варира само порекло: један - од свог оца, а други - од мајке.

Хомологне хромозоми су појединачне парови: сваки од парова се разликује од осталих, не само у изгледу - облик и величину - али и локација светлим и тамним бендовима.

Континуитет - друго правило хромозома. ДНА удвостручује ћелије прије подели резултира у пару сестринских хроматида. Свака ћерка ћелија након поделе прима једну хроматида, која се формира од хромозома хромозома.

Суштински елементи

Цхромосоме, чија структура је релативно једноставна, настаје из ДНК молекула који имају велику дужину. Она садржи мноштво линеарних група гена. Сваки хромозом има центромерни и теломере, реплицатион инициациона тачка - Да ли је потребно функционални елементи. Теломери се налазе на врховима хромозома. Због ових и порекла репликације (који се такође називају иницијацијске сајтове), молекул ДНК може реплицирати. Исто важи центромерни сестре спајања ДНК на митотског вретена подели која им омогућава да прецизно растера ћерки ћелија током процеса митозе.

о вирусима

Термин "хромозом" првобитно је предложен као ознаком структуре типицне за еукариотских ћелија, али научници све више помињу вирусних и бактеријских хромозома. Композиција, функције су практично исте па ДЕ Кориаков И. Ф. Зхимулов верује да је концепт одавно потребно проширити и дефинисати хромозом структура која садржи нуклеинску киселину и има функцију складиштења, имплементацију и пренос информација гена. Код еукариота, хромозоми садржан у једру, као пластиде и митохондрија. Прокариотес (нон-нуцлеар) такође садрже ДНК, али не у ћелијском једру. Вируси хромозоми имају облик молекула РНК или ДНК, који се налази у капсиду. Без обзира на присуство у ћелијском једру хромозома су органске материје, металних јона и многе друге супстанце.

Историја открића

Научници су дошли дуг пут до саслушани хромозома. Они су први пут описани у седамдесетих година прошлог века: разни аутори су их помиње у својим текстовима, књигама и научних радова, тако да је откриће хромозома се приписује различитим људима. У овој листи имена ја Д Чистакова, Алекандер Сцхнеидер О. Бутсцхли Д. Страсбургер, и многи други, али већина научника призната 1882, као годину открића хромозома, који се зове пионирски В. Флеминг, немачки анатом који прикупљене и организују информације хромозома у својој књизи Зеллсубстанз, Керн унд Зеллтхеилунг, додајући да информационих већ постојећих властитих истраживања. Сам Исти термин предложио је 1888. од стране господина Хајнрих Вилхелм Готфрид фон Валдеиер--Хартз хистологист. Преведено хромозом дословно значи "обојен тело". Име је због чињенице да је хемијски састав хромозома им омогућава да лакше веже основних боја.

Године 1900., да је "откривен" Мендел законе, и врло брзо, у року од две године, научници су закључили да су хромозоми током мејозе и ђубрења процеса понашају као "честица наслеђивања" чије понашање је теоријски раније описано. Године 1902., независно један од другог, а Т. Бовери В. Сеттон је претпоставио да хромозом структура која је још увек непозната, има функцију за пренос и складиштење генетске информације.

Дросопхила и генетика

У првом кварталу прошлог века обележио је експерименталном потврдом од идеја које су хромозоми имају генетску улогу. Амерички научници Т. Морган А. Стуртевант, Ц. Бридгес Х. Муллер радио на истраживачким пројектима, који су постали предмети и класификација структура хромозома и њихова функција. Експерименти су изведени на Д.меланогастер, позната је можда све винске мушице. Добијени подаци су били основа за теорију хромозомске наслеђа, који је релевантан и сада, након скоро стотину година. Према њеним речима, хромозом повезан са генетским информацијама, а гени су локализовани у линеарној секвенци у јасно, али хемијски састав и морфологија хромозома су проучавали научници у нашим данима.

За рад Т. Морган је добио Нобелову награду за физиологију или медицину 1933. године.

Хемијски састав хромозома

Може се резимирати да генетски материјал у хромозомима јавља као нуцлео-протеинским комплексом. Након проучавања хемијског организацију хромозома у еукариотским ћелијама, научници могу рећи да се оне састоје углавном од ДНК и протеина које формирају комплекс нуцлео-протеин цхроматин.

Протеини улазе у састав хромозома, представља значајан део сваке материје у хромозомима, око 65% од укупне тежине структура пада на њих. Хромозомске протеини се деле у не-хистон протеина и хистона. Хистони - јака база, алкалних у природи их изазван присуством лизина и Аргенина - есенцијалне аминокиселине.

Хемијски и структурна састав хромозома варира. Хистони пет фракције: ХЛ, Х2А, Х2Б, Х3 и Х4. Све осим прве фракције у приближно једнаким количинама су доступни у ћелијама свих врста припадника виших сисара. Хл протеини мање од половине.

Синтеза хистона јавља у цитоплазми полисомес. Ова основна протеини који имају позитивно наелектрисање, због којих се може чврсто повезани са молекулима ДНК, и стога не дају за читање приложену наследну информацију. Ово је регулаторна улога хистона, али поред тога има и структурну функцију, према којима се због обезбеђен је просторне организације ДНК у хромозоме.

Типична Хемијски састав интерфазних хромозома и састоји се од не-хистон протеина, која, заузврат, су подељени више од стотину фракција. У овој серији укључују ензиме одговорне за синтезу РНК и ензиме који иницирају поправак и понављање ДНК. Као и основно, кисели хромозомске протеини имају структурне и регулаторну функцију.

Међутим, хемијски састав хромозома не завршава: протеин и ДНК у РНК представљеној композицији, металних јона, липида и полисахарида. Углавном хромозомски РНК присутан као транскрипције производима који још нису напустили Синтеза се одвија.

u метафази

Морфолошке особине Метапхасе хромозоме како следи: у првој половини митозе се састоје од парова сестринских хроматида које су међусобно повезане у центромерни региону (примарно грчења или Кинетохор) - је део хромозома који је заједнички за оба хроматида. Хемијски састав хромозома се такође мења. Друга половина митозе карактерише хроматида раздвајање, затим формирање кћерки хромозома једноланчана која служе за ћерке ћелије. Питање колико ДНК је део метафази хромозома, уобичајена у тестовима из биологије и збуњени студенте. У последњем периоду интерфази и Пропхасе и метафази хромозомима двухроматидни, па су поставили формулу 2н4ц.

Класификација хромозома

Положај центромерни и дужине кракова, које се налазе на обе стране њених хромозома се класификују као метацентриц (Л-једнако) уколико центромерни налази се средином субметацентриц (неравноплецхие) уколико центромерни се помера за један крај. Исто тако, постоје ацроцентриц, или штап у облику хромозома (центромерни су налази готово на самом крају) и тачка хромозома, именован је за своје мале величине, тако да је практично немогуће утврдити њихов облик. У телотсентрицхеских хромозома тешко да одреди локацију примарног сужења локацији.

сабијање

Сваки соматских ћелија садржи 23 пара хромозома, од којих се сваки састоји од једног ДНК молекула. Укупна дужина 46 молекула је око два метра! Ово је више него три милијарде базних парова, и сви они уклапају у једну ћелију, хромозоми током интерфази практично не разликује чак иу електронским микроскопом. Разлог за ово - супрамолекуларна организација хромозома, или сабијања. У транзицији ка другачијој фази хроматина ћелијског циклуса може променити њену организацију.

Композиција Структура и хемијско структура Интерпхасе хромозомских метафазних хромозома научника сматра варијанте као Поларне структуре који су међусобно повезани међусобним транзиција током процеса митозе.

Први ниво је представљен нуклеозома набијања нит, која се још назива "бројаница". Карактеристична величина - 10-11 нм, што не дозвољава да их размотре под микроскопом.

Хемијски састав хромозома одређује присуство овог нивоа организације: он обезбеђује четири врсте хистона - Цоре протеини (Х2А, Х2Б, НЦ, Н4). Они формирају кору - Тело протеинских молекула обликованих васхерс. Сваки кора састоји од осам молекула (молекула паре из сваког хистона).
Деси ДНК склоп, то је спирално намотана на коре. Сваком контакту телесног сегмента протеин ДНК молекулу има 146 нуклеотидних парова. Ту се не учествују у контакт зони, под називом везник, или везива. Њихова величина варира, али просек је 60 парова нуклеотида (н. Н.).

Звао нуклеазома ДНА регион има дужину 196 бп и укључује протеина кортекс. Међутим нуклеазома филамент предива налик перле, а регион не садржи кортекс.

Такви делови које издвајају савршено нон-хистон протеина због присуства специфичних нуклеотидних секвенци су прилично равномерно размацима од неколико хиљада базних парова. Њихово присуство је важно за даљи сабијања хроматину.

Даље паковање хроматина

Хроматински филамент - компактност други ниво - такође зове соленоид, или нуклеомерним ниво. Величина је 30 нм. Под условом хистона ИИИ. Хе удружује са линкер секвенцу ДНК, као и са два суседне коре и "вуче" их заједно. Резултат овог процеса формирања постаје много више компактну структуру, налик структуру магнет. Таква филамент, поред хроматином се зове основно.

Пратио хрономерни ниво. Карактеристика Величина нивоа збијања - 300 нм. Већ нема додатне формирање хелик, али изведене попречне шарке које се поклапају са величином једног репликона и се комбиноване помоћу не-хистона (кисели)

На нивоу хромонемном (700 нм) од петље спајају, а још више компактизируетсиа хроматину. Образовани нити хромозома су већ видљиви под микроскопом светлости.

Хромозомски слој (1400 нм) посматра током метафази.

Мутације и њихова улога у медицини

Мутација хромозома - није неуобичајено, али може имати другачији степен и механизме за. Промене у структурним обликом хромозома је обично заснован на иницијалном ломљења. Ако постоје прекиди у хромозому, онда је тело мора да произведе своју реструктурирање, а резултат је да постоји хромозомски мутација или поремећај.

Током цроссовера хомологне хромозоми размењују релевантне области, а покварила најчешће настају у овом тренутку. Ако током размене неједнаких Цроссинг-овер делова гена, нових полужја групе.

врсте мутација

Постоји неколико врста мутација на основу механизма порекла. Мутација фисија настаје услед губитка сегмената гена. Ако су два пута поједини делови генома - ово дуплирање. Приликом инверзије хромозома између дисконтинуитета дела се ротира за 180 °.

Транслокација звао прелазна област из једног хромозома на други, а ако дође до померања између нехомологе хромозома називају реципрочно транслокације, а ако је фрагмент био спојен са истим хромозома мутације зове транспозиција. Током Робертсониан транслокације јавља уједињење у једну од две нехомологе структуре.

Ту су мутације перицентриц и парацентричан.

РНК

У зависности од фазе у којој ћелија, мења хемијски састав, морфологија, карактеристике и величину хромозома, али генетски материјал садржи не само ДНК и хромозома у језгру.

Рибонуклеинска киселина (РНА) - друга структура учешће у преносу и складиштења генетске информације.

Има мРНК или мРНА (матрица, или информација), учествује у синтези протеина са жељеним особинама. За то је потребно да место "изградње" добила "инструкције", који ће рећи редослед којим аминокиселине су да буду укључени у пептида ланцу. Ове информације настава је кодиран у нуклеотидне секвенце иРНК (мРНК). Транскрипција и зове РНК синтеза.

Процес читања информације из ДНК може да се упореди са компјутерском програму. Фирст РНК полимераза промотер треба открити - посебан део ДНК молекула, којим се обележава почетак транскрипције региона. РНК полимераза везује за промотор и почиње одмотавање суседну турн-хеликса ДНК. У овом тренутку, два ланца ДНК су искључени из међусобно, након чега формирање ензим мРНК почиње на једном од њих (кодогеннои окренути ензим 3`-енд). Рибонуклеотиди прикупљени у извод сложене функције комплементарности на нуклеотида ДНК и антипаралелне у односу на темплате ДНК ланца.

Процес транскрипције

Стога, док се крећемо дуж ДНК ланцу, ензим тачно чита све информације, наставка процеса до нове меса специфичну секвенцу нуклеотида. Он се зове терминатор транскрипктсии и показује да РНК полимераза треба раздвојити од ДНК и шаблона ланца, а од новије синтетизовано иРНК. Збир области промотора на терминатор укључујући транскрибованом порција зове транскрипционе јединице - транскрипције.

Чим РНК полимеразе креће дуж кодогеннои ланцем транскрибује једноланчане региона ДНК комбиноване и поново имати форму двоструку спиралу. Основан иРНК носи тачну копију података копираних из одељка ДНК. Нуклеотида мРНК која кодира аминокиселинску секвенцу су груписани у тројкама и називају кодона. Сваки кодон мРНК одговара одређену амино киселину.

Својства и функција гена

Ген се сматра нераскидиви елементарни функционалне јединице наследни-материјала. Она има облик ДНК молекула део је кодирана структура најмање један пептид.

Ген има одређена својства, прва од њих - дискретни акцију. То значи да се различити гени контролишу развој локализованих знакова појединаца.
константност имовине одређена чињеницом да је ген непромењена са наследном преносом, осим, наравно, није било мутације. Из овога следи да ген не може да се мења током живота.

Специфичност деловања је због развоја функције или групе карактеристика, али гени могу имати вишеструке и акције - то се назива плеиотропи.

Некретнине дозирање акцију одређује у којој мери је знак да се појавила геном.

Они су такође карактеристика алелног државе, то јест, готово свих гена су алели, чији број почиње са два.