Xromosomalarning kimyoviy tarkibi. tuzilishi, vazifasi va xromosomalarning tasnifi

Xromosomalarning - ökaryotik hujayra yadrosida joylashgan bu Nukleoproteinlarning tuzilmalar. Ular deyarli barcha genetik ma'lumotni saqlab, va uning saqlash, uzatish va amalga oshirish vazifasi bor. Xromosomalarning hatto yorug'lik mikroskopda zo'rg'a ko'rinadigan, lekin siz aniq mitoz va o'z o'zgarishi davomida hujayra bo'linish davrlarida ko'rish mumkin.

KARYOTİP va Xromosomalarning qoidalari

KARYOTİP barcha majmui hisoblanadi xromosomalar (diploid), bir qafas ichida bo'lgan. U, oynaklık darajasi nisbatan past bo'ladi sayyorada jonzotlar har turlari uchun yagona bo'lgan, lekin ayrim shaxslar ma'lum xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin, turlari-maxsus. jinsiy xromosomalar yoki qo'shimcha xromosoma - Misol uchun, turli jins vakillari teng xromosoma (autosomes), faqat bitta xromosoma juft karyotip o'rtasidagi farq asosan bo'ladi.

xromosomalar shartlari oddiy: doimiy ularning soni (somatik hujayralar masalan xromosomalarning faqat qattiq qator, mushuk o'z ichiga olishi mumkin - 8, tovuq - - 78, va bir kishini 46 meva Drosophila melanogaster uchib, 38).

Xromosomalarning ularning har shakli va hajmi, shu jumladan, har jihatdan, bir xil Homolog juft, bor, bog'langan. faqat kelib chiqishi turlicha: biri - onasidan - otasi, boshqa.

Homolog xromosoma individual juft bo'ladi: juft har ko'rinishi nafaqat boshqalardan farq qiladi - shakli va hajmi - balki yorug'lik va zulmat kengliklarida joyi.

Uzluksiz - xromosomalarning boshqa qoida. DNK singil kromatidden bir juft, natijada bo'linish oldin hujayralarni ikki marta. bo'linish so'ng, har bir qiz hujayra xromosoma xromosoma iborat bir kromatid, qabul qiladi.

rekvizitlari

Kimning tuzilishi nisbatan oddiy xromosoma, hosil bo'lgan DNK molekulalari katta uzunligi bo'lgan. Bu genlar chiziqli guruhlari o'z ichiga oladi. zarur funktsional elementlari hisoblanadi - Har bir xromosoma Sentromer va telomeres, replikatsiya bildirish nuqtasi bor. Telomeres xromosomalarning maslahatlar da topilgan. Tufayli (shuningdek bildirish saytlarni deb ataladi) ko'payish bu va kelib chiqishi, DNK molekulasi çoğaltılacağı mumkin. Shu ularni aniq mitoz jarayonida qizi hujayralarni tarqatish uchun imkon beradi mitoz yoymoq bo'linish uchun DNK singlisi ilova Sentromer sodir bo'ladi.

viruslar haqida

muddatli "xromosoma" dastlab ökaryotik hujayra odatda tuzilmalari mo'ljallanganligidan sifatida taklif etildi, ammo olimlar tobora virusli va bakterial xromosomalarini zikr qilinadi. DE Koryakov va I. F. Zhimulov tushunchasi uzoq kengaytirish va xromosoma bir nuklein kislota o'z ichiga va saqlash funktsiyasi, amalga oshirish va gen axborot uzatishni ega bo'lgan tuzilishi aniqlash uchun zarur bo'lgan, deb ishonaman, shuning uchun tarkibi, vazifalari, deyarli bir xil bo'ladi. ökaryotlarda, xromosoma yadro, shuningdek plastidler va mitoch mavjud. Prokaryotlarda (non-yadro) ham emas, balki hujayra yadrosida, DNK o'z ichiga olgan. Viruslar xromosoma barobar Qisqichbaqasimon zarf joylashgan RNK yoki DNK bir molekulasi, shakliga ega. Nima bo'lishidan qat'iy nazar xromosomalar hujayra yadrosida hozir organik moddalar, metall ionlari va boshqa ko'plab moddalar bor.

kashfiyot tarixi

Olimlar oldin ko'rib xromosomalar borish uchun uzoq yo'l keldim. turli mualliflar o'z maqola, kitob va ilmiy ishlar, ularni zikr qilgan, shuning uchun xromosomalarning kashfiyot turli odamlar nisbat beriladi: Ular birinchi o'tgan asrning etmishinchi tasvirlangan edi. Bu nomlar I. D. Chistyakova, Aleksandr Schneider, O. Butschli E. Strasburger, va boshqa ko'plab, lekin eng olimlar, xromosomalar kashf yili deb 1882 e'tirof kashshof W. Flemingga, to'plangan va ma'lumotlarni tashkil nemis mutaxassisi deb ataladi allaqachon mavjud axborot o'z tadqiqotlari uchun qo'shib kitobida Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung yilda xromosomalar bo'yicha. juda Shu muddatli janob Genrix Vilgelm Gotfrid von Waldeyer-Xartzler histologist tomonidan 1888 yilda taklif etilgan. Tarjima xromosoma tom ma'noda "tanani rangli" degan ma'noni anglatadi. nomi xromosomalarning kimyoviy tarkibi u osonlik bilan asosiy bo'yoqlar bog'lash imkonini beradi, deb aslida tufaylidir.

1900-yilda, u Mendel qonunlarini "qayta kashf" edi, va tez orada, ikki yil ichida, olimlar o'z o'zgarishini va o'g'itlash jarayonlar davomida xromosoma kimning xatti-nazariy jihatdan ilgari tasvirlangan edi "irsiyat zarralar" kabi muomala degan xulosaga kelgan. 1902-yilda, bir-biridan mustaqil va T. Boveri W. Setton ning xromosoma tuzilishi hali noma'lum edi gipotezasiga qilindi, uzatish va genetik ma'lumotni saqlash uchun vazifasi bor.

Drosophila va genetika

O'tgan asrning birinchi choragida xromosoma bir genetik rol ega g'oyalar eksperimental tasdig'i tomonidan belgilangan edi. Amerikalik olimlar T. Morgan, A. Sturtevant, S Ko'priklar va H. Myuller ob'ektlar va xromosomalar tasnifi tuzilishi va ularning vazifasi aylangan tadqiqot loyihalari, ustida ishlagan. Tajribalar, D.melanogaster amalga oshirilgan ma'lum qilindi, ehtimol, butun meva pashsha hisoblanadi. Olingan ma'lumotlar uchun asos bo'ldi irsiyat xromosomalar nazariyasi, deyarli yuz yil keyin, hozir ham tegishli bo'ladi. Uning so'zlariga ko'ra, xromosoma genetik axborot bilan bog'liq va genlar aniq chiziqli ketma-ketlikda mahalliylashtirilgan, lekin xromosomalarning kimyoviy tarkibi va morfologiya bizning kun ichida olimlar tomonidan o'rganilmoqda.

T. Morgan ish uchun 1933 yilda fiziologiya yoki tibbiyot bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi.

xromosomalarning kimyoviy tarkibi

Bu Xromosomalarning genetik material Nucleo-oqsil kompleksi sifatida paydo deb umumlashtirilishi mumkin. ökaryotik hujayra xromosomalari kimyoviy tashkilot o'rganish so'ng, olimlar, ular DNK eng qismi va kromatin chaqirdi Nucleo-oqsil kompleksi tashkil oqsil uchun iborat, deb aytish mumkin.

xromosomalar tarkibi kirib oqsillar, xromosomalar barcha materiyaning muhim qismidir, inshootlar umumiy og'irligi taxminan 65% ularning ustiga tushadi. Xromosoma oqsillar bo'lmagan histon oqsillar va histona bo'linadi. Histon - muhim aminokislotalar - lizin, ularni va argenina borligi tufayli tabiatda kuchli tayanch, ishqoriy.

xromosomalarning kimyoviy va tarkibiy tarkibi turlicha. Hl, H2A, H2B, H3 va H4: Histon besh firqalar mavjud. taxminan teng miqdorda birinchi fraktsiyasi lekin barcha oliy sut emizuvchilar tegishli barcha turlarining hujayralari mavjud. Hl oqsillar yarmidan kam.

histona sintez tsitoplazmatik polysomes uchraydi. Shunday qilib, DNK molekulalari bilan mustahkam bog'liq va mumkin tufayli qaysi bir ijobiy zaryad ega, bu asosiy oqsillar, bir o'qish ilova irsiy ma'lumot bermaydi. Bu Histon me'yoriy roli, lekin qo'shimcha ravishda u ham xromosomalar DNK fazoviy tashkiloti tomonidan taqdim etiladi tufayli qaysi bir tarkibiy vazifasi bor.

Odatda, kimyoviy interphase xromosomalar tarkibi va o'z navbatida, yuzdan ortiq kasrlar bilan bo'linadi, non-histon oqsillar, iborat. Ushbu ketma-ket RNK sintezi uchun mas'ul fermentlarni, va ta'mirlash va qo'zg'atish fermentlarni o'z ichiga oladi biricha DNKni. Shuningdek asosiy sifatida, kislotali xromosomalari oqsillar bir tarkibiy va normativ funktsiyaga ega.

Biroq, tugamaydi xromosoma kimyoviy tarkibi: RNK mavjud tarkibi, metall ionlari, lipidlar va polisaxaridlar bir oqsil va DNK. hali sintezi sodir tark yo'q transkripsiyonel mahsulotlari sifatida hozirgi qisman xromosomalari RNK.

metafaz yilda

mitoz birinchi yarmida ular Sentromer viloyati (asosiy qurish yoki kinetochore) bog'lanadi singil kromatidden, juft iborat - ikkala kromatidden uchun umumiy bo'lib xromosoma qismidir: morfologik quyidagicha metafaz xromosomalari xususiyatlari. xromosoma kimyoviy tarkibi ham o'zgarmoqda. mitoz ikkinchi yarmi qizi hujayralarga taqsimlanadi bitta-torli qizi xromosomalar, shakllanishi tomonidan ta'qib kromatid ajratish, xarakterlanadi. qancha DNK savol biologiya bo'yicha test sinovlari keng tarqalgan metafaz xromosomalar bir qismi, va talabalar hayron. interphase va prophase va metafaz xromosomalar oxirgi davrida dvuhromatidny, shuning uchun ular formula 2n4c belgilangan.

xromosomalarning tasnifi

Sentromer va uning xromosomalar ikki tomonida joylashgan qurol-aslaha, uzunligi pozitsiyasi tasniflanadi sifatida metacentric (L-teng) Sentromer bir uchiga banddir bo'lsa Sentromer o'rta va submetacentric (neravnoplechie) joylashgan bo'lsa. Shuningdek, mavjud acrocentric yoki novda shaklidagi xromosoma (Sentromer bor mabodo deyarli da The juda end) va nuqta xromosoma, NOMLI uchun uning kichik hajmi, shuning uchun u deyarli imkonsiz aniqlash ularning shakli. telotsentricheskih xromosomalar ham qiyin birlamchi qurish joylashgan o'rnini aniqlash uchun.

siqishni

Har qanday somatik hujayralar bitta DNK molekulasi tashkil topgan har biri xromosomalarning 23 juft o'z ichiga oladi. 46 molekulalar umumiy uzunligi taxminan ikki metr! Bu ortiq uch milliard tayanch juftlik, ular barcha hatto elektron mikroskop deyarli ko'rinmas interphase davomida, bir hujayra ichiga xromosomalari mos. Buning sababi - xromosomalar, yoki zichlik Supramoleküler tashkil etish. Uyali aloqa davr kromatininin bir xil faza o'tish uning tashkil o'zgartirishingiz mumkin.

tuzilishi va kimyoviy tarkibi va interphase xromosoma metafaz xromosoma olimlar tuzilishi mitoz jarayonida o'zaro o'tish tomonidan birgalikda bog'liq qutb tuzilmalar sifatida variantlarni ko'rib chiqildi.

birinchi darajali, shuningdek, "bir satrlari ustida munchoq" deb nomlangan nucleosome siqilgan ip tomonidan taqdim etiladi. xususiyati hajmi - mikroskop ostida ularni ko'rib chiqish uchun ruxsat bermaydi 10-11 nm.

xromosomalarning kimyoviy tarkibi tashkil etish, bu darajada mavjudligini aniqlaydi: bu to'rtta Histon turlarini beradi - yadroli oqsillar (H2A, H2B, bosimining ko'tarilishi, N4). kir yuvish mashinalari shaklidagi oqsil molekulalarining tana - Ular bir qobig'ini hosil qiladi. Har bir qobiq sakkiz molekulalar (Histon har dan bug 'molekulalari) iborat.
DNK yig'ish sodir bo'ladi, u spiral qobig'i ustida o'raladi. Har bir aloqa tanasi segment protein DNK molekulasi bilan 146 nukleotid juftlarni bor. deb nomlangan majburiy, yoki majburiy, aloqa sohasida ham bor ishtirok emas. Ularning hajmi o'zgaradi, lekin o'rtacha nukleotidlarning (n. N.) 60 juft bo'ladi.

196 BP uzunligi deyiladi nucleosome DNK viloyati va oqsil po'stlog'ini o'z ichiga oladi. Biroq tola ip-kabi munchoq nucleosome va viloyat po'stlog'ini o'z ichiga emas.

tufayli muayyan nukleotid suhbat borligi, mukammal bo'lmagan histon oqsillar ajrata Bunday qismlarini bir necha ming tayanch juftligiga vaqti-vaqti bilan juda bir xil bo'ladi. Ularning mavjudligi kromatininin yanada sıkıştırılması uchun muhim ahamiyatga ega.

kromatininin yanada joylashtirish

Kromatin fibril - siqilgan ikkinchi darajali - ham solenoid yoki nukleomernym darajasini chaqirdi. Hajmi 30 nm bo'lgan. Taqdim histon HI. U, bir majburiy DNK ketma-ketlikda bilan jamoalar tashkil, shuningdek, ikki qo'shni kabuklar va ularni birgalikda "tortadi". shakllantirish jarayonining natijasi bir solenoid tuzilishini eslatadi ancha ixcham tuzilishini bo'ladi. kromatininin tashqari Bunday fibril, boshlang'ich deyiladi.

Ergashdi hronomerny darajasi. zichlik darajasi xususiyati hajmi - 300 nm. Batahqiq, u erda hech qanday qo'shimcha spiral shakllantirish, lekin (kislotali) bitta replikonu hajmi bilan mos va nodavlat histona orqali birlashtirilgan xoch oshiq-moshiqlar ishlab chiqarilgan

hromonemnom birlashib Ichak darajasida (700 nm), va hatto yanada kompaktiziruetsya kromatininin to'g'risida. xromosomalarning bilimli simlar allaqachon nur mikroskop ko'rish mumkin.

Xromosoma qatlam (1400 nm) metafaz davomida kuzatiladi.

Mutatsiyalar va tibbiyotda ularning roli

xromosomalarning o'zgarish - ajoyib, lekin bir xil daraja va mexanizmlar bo'lishi mumkin emas. O'zgarishlar bilan The tarkibiy shakl xromosoma Odatda asoslangan ustida The boshlang'ich sinish. Xromosoma uzilishlarga bor bo'lsa, u holda tanasi bor, deb natija bilan, ularning qayta qurish ishlab chiqarish uchun bor xromosomalari o'zgarish yoki adashish.

krossover davomida Homolog xromosoma tegishli sohalarni almashish, va u, odatda, bu vaqtda sodir buzadi. genlar, yangi aloqa moslamasining guruhlar tengsiz o'tish-porsiyonlar almashish davomida, agar.

Mutatsiyalar turlari

kelib chiqishi mexanizmi asosida Mutatsiyalar bir necha turlari bor. parchalanishini nazarda tutadi mutatsiyasiga tufayli gen bo'lakchalarining yo'qolishi ko'rinadi. genom ba'zi qismlari ikki barobar bo'lsa - bu nusxa ko'chirish. süreksizliklerin qismi o'rtasida xromosoma inversiyon paytida 180 ° orqali qaytarilur.

bir xromosoma o'tish maydoni deb atalgan Translokasyon va almashtirish o'zaro translokasyon deb nomlangan nodavlat homoloj xromosomalar o'rtasida sodir bo'ladi va agar bo'lak transposition chaqirdi Shu xromosoma mutatsiyaga ishtirok etdi,. Davomida Robertsonian translokasyonu ikki nodavlat homolog tuzilmalar biriga unifikatsiya sodir bo'ladi.

pericentric va paracentric mutatsiyalar ham bor.

RNK,

kimyoviy tarkibi, morfologik xususiyatlari, xususiyatlari va xromosomalar hajmini o'zgartirish hujayra, lekin genetik material yadrosida DNK va xromosomalar emas, balki faqat o'z ichiga olgan bosqich qarab.

Ribonuklein kislota (RNK) - genetik axborot uzatish va saqlash ishtirok boshqa tuzilishi.

mRNA yoki mRNA (Matrix, yoki axborot), bu orzu xususiyatlari bilan oqsil sintezi bor ishtirok etmoqda. Buning uchun "qurilish" joy aminokislotalar peptid zanjirining kiritilgan bo'lishi kerak bo'lgan buyruq aytaman "ko'rsatmalarga", olgan, deb zarur. Bu qo'llanma axborot mRNA'sının (mRNA) nükleotid ketma-ketlikda kodlangan. Nusxa ko'chirish va Payg'ambar RNK sintezi deb ataladi.

DNK ma'lumot o'qish jarayoni kompyuter dasturi bilan solishtirish mumkin. Birinchi RNK polimeraza Promouter aniqlash kerak - nusxa ko'chirish viloyati boshlanishini to'ldi DNK molekulasi, maxsus qismini. RNK polimeraza promoterine bog'laydi va qo'shni navbat-spiral DNKning tislanmoq boshlanadi. ferment mRNA shakllantirish, ulardan biri (dimer 3`-end qaragan kodogennoy) boshlanadi keyin, bu nuqtada, DNK ikki simlar, bir-biridan ajratilgan qilinadi. Ribonucleotides DNK nükleotidleri-birini to'ldiruvchi zanjir hukmronligi to'plangan va shablonini DNK zanjiriga nisbatan antiparaleli.

transkripsiyon jarayoni

Shunday qilib, biz DNK zanjiri bo'ylab harakat qilayotganimizda, ferment nukleotidlarning maxsus sekansiga mos kelgunga qadar jarayonni davom ettiradigan barcha ma'lumotni aniq o'qiydi. Transkripsiyaning terminatori deb ataladi va RNK polimerazining ham DNK shablonlari strandidan, ham yangi sintezlangan mRNAdan ajralishi kerakligi haqidagi signallar. Targ'ibotchidan terminatorga, shu jumladan, transkripsiyalashgan hududga mintaqalarning summasi transkription birlik - transkripton deb ataladi.

RNK polimerazining kodlash zanjiri bo'ylab harakat qilganligi sababli, transkripsiyalangan tek qatorli DNKning hududlari yana birlashtirilib, er-xotin sarmal shaklini oladi. Yaratilgan mRNA DNK-dan ko'chirilgan ma'lumotlarning to'liq nusxasini olib yuradi. Aminokislotalarni kodlovchi mRNA nukleotidi uchta guruhga bo'linadi va kodonlar deb ataladi. Har bir mRNA kodoni ma'lum bir amino kislotaga to'g'ri keladi.

Gen xususiyat va funktsiyalari

Gen, irsiy matritsaning elementar bo'linmas funktsional birligi sifatida qabul qilinadi. DNK molekulasining bir qismi, kamida bitta peptitning tuzilishini kodlovchi bir ko'rinishga ega.

Geni muayyan xususiyatlarga ega, ularning birinchisi harakatning alohida xarakteri. Bu shuni anglatadiki, turli xil mahalliy genlar shaxsning xususiyatlarini rivojlanishini nazorat qiladi.
Muntazamlikning xususiyati, gen mutatsiyaga uchragan bo'lsa, genin irsiy o'tishi bilan o'zgarmasligi bilan belgilanadi. Bundan kelib chiqadiki, hayot davomida gen o'zgarishi mumkin emas.

Amalning o'ziga xosligi xususiyat yoki xususiyatlar guruhining rivojlanishi sharti bilan bog'liq, lekin genlar ham ko'p harakatlarga ega bo'lishi mumkin - bu pleiotropiya deb ataladi.

Amalning dozaji xususiyati genga bog'liq bo'lgan belgining chegarasini belgilaydi.

Ular, shuningdek, allelik davlat bilan ajralib turadi, ya'ni deyarli barcha genlar allellarda, ularning soni ikkitadan boshlanadi.