Лекция 10. Тема: “Хромосомы –

Лекция 10. Тема: “Хромосомы – главные структуры ядра”. n План: 1. Структура хромосом в интерфазе и митозе (метафаза). 2. Форма, типы, размер, число кариотип.

Структура хромосом. Структура хромосом (морфология) лучше изучается в метафазе митоза. Это полочковидные структуры разной длины и постоянной толщиной. Форма их определяется положением первичной перетяжки – центромеры или кинетохор, которая делит хромосому на 2 плеча – теломеры.

В зоне первичной перетяжке (как и во всем теле хромосомы) присутствует ДНК. Обычно перетяжек 1 – (моноцентрические), 2 -дицентрические, много – полицентрические хромосомы. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку, которая расположена вблизи дистального конца хромосом и отделяет маленький участок – спутник. Вторые перетяжки еще называют – ядрышковыми организаторами, т. к. здесь происходит образование ядрышка.

Спутник – округлое или удлиненное тельце отделенное от основной хромосомы тонкой хроматиновой нитью. Положение центромеры для каждой пары хромосом постоянной является признаком по которому их различают.

Метацентрические (с равными или почти равными плечами). Субметацентрические ( с неравными плечами). Акроцентрические (одно плечо короткое или почти незаметное, палочковидной формы). Телоцентрическое (одноплечные). Типы хромосом: 1 -метацентрические, Такие хромосомы редко 2 -акроцентрические, 3 -телоцентрические, встречаются. 4 -спутничные. Спутничные (несут дополнительное тельце -спутник). Такие хромосомы называются SAT- хромосомы.

Химический состав хромосом. Основным компонентом хромосом являются ДНК и основные белки (протамины, гистоны). Комплекс ДНК с основным белком – дезоксирибонуклеопротеид – составляет около 90% массы хромосом интерфазного ядра, так и хромосом делящихся клеток. Содержание ДНК постоянно для каждой хромосомы данного вида организма. Содержание РНК и кислого белка в хромосомах варьирует в зависимости от типа ткани и функционального состояния клетки. Из минеральных компонентов большое значение имеют ионы кальция и магния.

Размеры хромосом варьирует в широких пределах. Длинна от 0, 2 до 50 мкм. Число хромосом для каждого вида животных и растений постоянна. Совокупность числа, размеров и морфологии хромосом называется кариотипом данного вида. Кариотип – это как бы лицо вида.

Количество хромосом в клетках различных видов. Вид Число хромосом Диплоидное Гаплоидное Человек 46 23 Кошка 60 30 Крыса 42 21 Мышь 40 20 Дрозофила 8 4 Лилия 24 12 Лук 16 8 Рожь 14 7 Кукуруза 20 10

В 1880 г. Баранецкий обнаружил спиральную нить в составе хромосом. В 1912 г. Вейдовский назвал её хромонемой. Она может состоять из 2 -х или 4 -х и более нитей в зависимости от стадий развития. Часто сечения отдельных хромонем имеют вид незамкнутых колец или петель, близко расположенных друг к другу. 1 -анафазная хромосома, Изучение профазных хромосом 2 - 4 -нити хромонем. показывает, что процесс конденсации хромосом материала имеет промежуточный этап – образование из фибрилл ДНП (элементарных хромосом фибрилл)

В целом процесс образования митотической хромосомы состоит из 2 – х этапов. Первый – конденсация элементарных хромосомных фибрилл, приводящая к структуре типа хромонемы. Второй – взаимная конденсация и уплотнение отдельных хромонем или участков хромонемы в виде конечной структуры – митотической хромосомы. Фибрилла ДНК – ? - ? –хромонема – хромосома. Много неясного. Таким образом структура фибриллы – нитка бус, где бусина - нуклеосома (это группа из 8 молекул гистоновых белков), а между нуклеосомами ДНК – длина ~10 нм.

Из какого числа продольных элементов состоит хромосома существует 2 гипотезы: полинемная и унинемная. I. Гипотеза о полинемной (многонитчатой) организации хромосомы. В начале 50 -х гг. эта точка зрения получила подтверждение на основе электронно – микроскопических данных. Возникла такая схема организации хромосомы. Каждая метафазная хромосома состоит из 2 -х хроматид (дочерних хромосом), каждая из которых построена из 2 -х полухроматид. Полухрамотида состоит из 2 -х фибрилл толщиной по 200 А, каждая из которых, в свою очередь, состоит из 2 - х субфибрилл по 100 А толщиной, каждая из последних состоит из 2 -х нуклеогистоновых молекул с толщиной 35 -40 А.

Следовательно, хромосома состоит из 32 элементарных нитей ДНП, располагающихся вдоль хромосомы и организованных по типу веревки, скрученной из многих ниток. II. Гипотеза об унинемной организации хромосом. По Тейлору, полуконсервативное воспроизведение хромосом, подобно таковому для ДНК, идет так, как если бы хромосома содержала одну длинную молекулу ДНК. Петли хромосом типа “ламповых щеток” имеют в основе одну молекулу ДНП. На одну хромосомы дрозофилы приходится одна молекулы ДНК, т. е. хромосома дрозофилы унинемна. Следовательно, хотя бы для ряда объектов унинемная гипотеза строения хромосом является доказонной. Что касается полинемии то оно характерно для хромосом высших растений.