Тема ЯДРО ХРОМОСОМА Авторы Л В Цаценко Ю

Тема: ЯДРО. ХРОМОСОМА Авторы: Л. В. Цаценко, Ю. С. Бойко Кафедра цитологии и молекулярной биологии Кубанский государственный аграрный университет ядро. хромосома

Вопросы: n n n n Структура и функции ядерного аппарата клетки Определение хромосомы Строение и функции хромосом Типы хромосом Хромосомы типа «ламповых щеток» Политенные хромосомы В-хромосомы ядро. хромосома 2

Строение ядра ·Обмен веществом и энергией пора между ядром и цитоплазмой клетки ядрышко · отграничение содержимого нуклеоплазмы внутренняя ядерная от цитоплазмы мембрана клетки ·синтез рибосомной РНК ·образование рибосом ·начальный этап сборки рибосом нуклеоплазма (кариоплазма) – ядерный сок внешняя ядерная мембрана перенуклеарное пространство (20 нм) гетерохроматин эухроматин · взаимосвязь всех · ДНК хроматина кодирует белковые составляющих ядра молекулы клетки ·транспорт веществ в ·хранение, воспроизведение и передача пределах ядра наследственной информации ядро. хромосома 3

Функции ядра n n n Управление и координация процессов жизнедеятельности клетки Взаимосвязь органоидов клетки Хранение, воспроизведение и передача наследственной информации следующему поколению Синтез всех типов РНК клетки Синтез рибосом ядро. хромосома 4

n Хромосома – постоянный Хромосома компонент ядра, отличающийся особой структурой, индивидуальностью, функцией и способностью к самовоспроизведению, что обеспечивает преемственность и передачу наследственной информации от одного поколения живых организмов к другому. n Свое название получили благодаря способности интенсивно окрашиваться основными красителями. Сам термин «хромосома» был предложен в 1888 г. Вальдейером. ядро. хромосома 5

Функции хромосомы n n n 1. Информационная – содержит ДНК, в которой находятся качественно различные гены, составляющие геном клетки. 2. Транскрипционная – считывание содержащейся в них информации в ходе экспрессии генов. 3. Структурно-организационная – обеспечивает исключительно точное воспроизведение хромосом при репликации и идентичность дочерних хромосом, расходящихся к полюсам. 4. Сегрегационная – обеспечивает распределение хромосом по полюсам в разные споры или гаметы при мейозе. 5. Рекомбинационная – обеспечивает значительную часть комбинативной изменчивости – рекомбинацию сцепленных генов. ядро. хромосома 6

Кариотип – хромосомный комплекс вида со своими особенностями: - числом и размером хромосом; - их морфологией; - наличием под световым микроскопом деталей строения, перетяжек, спутников, - соотношением плеч, чередованием эу- и гетерохроматина. Важнейшим свойством кариотипа является наличие пар гомологичных хромосом. ядро. хромосома 7

Диплоидные числа хромосом Человек 46 Горилла 48 Кошка 60 Мышь 40 Дрозофила 8 Аскарида 2 Речной рак 116 Сазан 104 Малярийный плазмодий 2 Лилия 24 Лук 16 Рожь 14 Кукуруза 20 Пшеница 42 Радиолярия 1600 Томат 24 Вишня 32 ядро. хромосома 8

Строение и функции хромосомы n В состав хромосомы входят: 40 % ДНК 60 – 80 % 15 % 1% Белкигистоны Негистоновые белки хроматиды РНК центромера l = 0, 2 – 50 мк кинетохор ФУНКЦИИ ХРОМОСОМ: • информационная; • транскрипционная; • структурно-организационная; • сегрегационная; • рекомбинационная. ядро. хромосома микротрубочки теломера 9

Строение хромосомы (а) Центромера (а) Вторичная Перетяжка (б) Этапы изучения хромосом: 1882 г. Э. Страсбургер К. Мюллер (1912) отмечал варьирование размеров хромосом С. Г. Навашин (1910 -1914 гг. ) впервые показал возможность идентификации хромосом по особенностям их строения. ядро. хромосома 10

Два альтернативных состояния хромосомы Максимально деконденсированое, Генетически активное Максимально конденсированное, Генетически неактивное ядро. хромосома 11

Укладка хромосомы соленоид Нуклеопротеиновый филамент 10 нм нуклеосомы ДНК-гистоны Гистон Н 1 ДНК ядро. хромосома 12

Классификация хромосом По длине: Длинные Средние Короткие S M L ядро. хромосома 13

Классификация хромосом n По расположению первичной перетяжки (соотношению плеч) 1: 1 1: 2 1: 3 1: 0 Метацентрические Субметацентрические Акроцентрические Изохромосомы (m) (s) (a) ядро. хромосома 14

ДЛИННЫЕ Классификация хромосом КОРОТКИЕ СРЕДНИЕ метацентрическая Lm метацентрическая со спутником - Lmс субметацентрическая Ls метацентрическая Мm субметацентрическая Мs акроцентрическая Ма метацентрическая Sm метацентрическая со спутником - Smс субметацентрическая Ss ядро. хромосома 15

Примеры Хромосомы Crepis tectorum L. Фото М. С. Навашина ядро. хромосома 16

Crepis tectorum L. Zacyntha verrucosa G. Схематическое изображение различных хромосомных форм ядро. хромосома 17

Гетерохроматин, эухроматин Э. Хейц в 1929 – 1933. ввел термин «гетерохроматин» . Он предложил различать эухроматин - основную часть митотических хромосом, которая претерпевает обычный цикл компактизациидекомпактизации во время митоза, и гетерохроматин – участки хромосом, постоянно находящиеся в компактном состоянии. Гетерохроматин располагается в прицентромерных, иногда в прителомерных областях. эухроматин гетерохроматин ядро. хромосома 18

Гетеро- и эухроматин В 1968 г. Т. Касперссон предложил метод окрашивания хромосом квинакрином. Набор флюоресцирующих полос создавал индивидуальность не только целых хромосом, но даже и их плеч. Методы окраски: H и Q-окраска. G - окраски R - окраска T - окраска C – окраска. Дифференциальное окрашивание хромосом ядро. хромосома 19

Дифференциальное окрашивание хромосом ядро. хромосома 20

Хромосомы человека ядро. хромосома 21

Дифференциальное окрашивание Новые методы окраски – флюоресцентное окрашивание ядро. хромосома 22

Политенные хромосомы Были открыты в 1881 г. Бальбиани Характеристики: • по объему примерно в 1000 раз больше соматических за счет 9 – 10 последовательных репликаций; • клеточный цикл в клетках этого типа состоит только из 2 -х фаз: синтеза ДНК и межсинтетического периода; • политенные хромосомы не способны вступать в митотические деления. ЗНАЧЕНИЕ: за счет политении масса органа нарастает значительно быстрее, чем за счет митотических делений диплоидных клеток. ядро. хромосома 23

ХРОМОСОМЫ ТИПА «ЛАМПОВЫХ ЩЕТОК» Были открыты в 1878 г. В. Флемингом n Можно обнаружить в мейозе на стадии профазы I, в диплотене n Формируются в ходе исключительно длинного мейотического деления. n Хромосомы типа «Ламповых щеток» – диплотенные биваленты, состоящие из двух хромосом, которые перекрещиваются в точках хиазм. ядро. хромосома 24

СВОЙСТВА: 1) присутствие не обязательно; наличие (отсутствие) в кариотипе не сказывается на фенотипе; 2) не гомологичны А-хромосомам, не содержат никакого генетического материала; 3) не имеют экспрессирующих генов с существенными для жизни организма функциями; 4) по размерам меньше хромосом основного набора; 5) для некоторых видов растений характерно явление соматической элиминации, т. е. В-хромосомы могут неизменно обнаруживаться в микроспороцитах, но не в клетках корня; 6) обладают способностью к увеличению своего количества в последующих поколениях при половом размножении. В-ХРОМОСОМЫ Обнаружены у 80 видов животных, 256 видов растений, видов с малым количеством хромосом (до 30). ядро. хромосома 25

Источники Internet n http: //cellbio. utmb. edu/cellbio/nucleus 2. htm ядро. хромосома 26

Источники Интернет n http: //www. people. virginia. edu/~rjh 9 u/meiosis 1. html ядро. хромосома 27

Источники Интернет n http: //www. contexo. info/DNA_Basics/DNA%20 Replication. htm ядро. хромосома 28

Источники Интернет n http: //www. pathology. washington. edu/galleries/Cytogallery/ ядро. хромосома 29

Источники Интернет n http: //www. people. virginia. edu/~rjh 9 u/sexdet. html ядро. хромосома 30

Ключевые слова n Нуклеоплазма, хроматин, ядрышки n Кариотип, диплоидное число хромосом, хроматиды, центромера, кинетохор, теломера; n Метацентрические, субметацентрическиеп, акроцентрические хромосомы, изохромосомы; n Гетерохроматин, эухроматин; n Политенные хромосомы; n Хромосомы «типа ламповых щеток» ; n В-хромосомы. ядро. хромосома 31

Литература n n n n А. И. Атабекова, Е. И. Устинова Цитология растений, М. 1987. - С. 66 -74. Жимулев И. В. - Общая и молекулярная генетики. – Новосибирск, 2002. С. 236 -288, 314 -348. В. Г. Смирнов – Цитогенетика. , М. » Высшая школа» , с. 24, 120, 126. Г. Билич, Г. С. Катинас, Л. В. Назарова «Цитология» , СПБ, 1999. - С. 32 -42. К. Босток, Э. Самнер. – Хромосома эукариотической клетки. – М, 1981. С. 313 -343, 402, 545 -549. В. А. Пухальский, А. А. Соловьев, В. Н. Юрцев – Цитология и цитогенетика растений, изд-во МСХА. М, 2004. - С. 7 -11. З. П. Паушева – Практикум по цитологии растений, изд-во «Колос» , М. , 1980 – С. 132 -135, 157 -175. К. Суансон, Т. Мерц, У. Янг – Цитогенетика, изд-во «Мир» 1969. -С. 24 -74. ядро. хромосома 32