Хромосомы, хроматиды

Хромосомы и хромотиды.

Хромосомы-это органоиды клеточного ядра, совокупность которых определяет основные наследственные свойства клеток и организмов.

• На протяжении клеточного цикла происходит лишь смена двух физиологических форм:

транспортной - во время деления ядер (хромосомы компактные, палочковидные, ясно различимые);

функциональной - в промежутках между делениями (хромосомы разрыхленные, нитевидные, длинные и неразличимые по отдельности).

• Хромосомы во время деления ядер состоят из двух лежащих рядом идентичных хроматид, которые потом отделяются друг от друга, причем каждая становится одной из дочерних хромосом.
• В период между делениями ядра из каждой дочерней хромосомы в результате идентичного удвоения (репликации ДНК) снова образуются две лежащие вместе хроматиды.

Хромосомы состоят из хроматина, который содержит:около 40 % ДНК;40 % гистонов;около 20 % негистоновых хромосомных белков; РНК.

• Он специфически окрашивается (отсюда и названия - "хромосома, хроматин") реактивами, выявляющими ДНК

История открытия хромосом

Годом открытия хромосом называют 1882 год, а их первооткрывателем — немецкого анатома В. Флеминга. Однако справедливее было бы сказать, что он не открыл хромосомы, а в своей фундаментальной книге «Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung» (нем.) собрал и упорядочил сведения о них, дополнив результатами собственных исследований. Термин «хромосома» был предложен немецким гистологом Г. Вальдейером в 1888 году, «хромосома» в буквальном переводе означает «окрашенное тело», поскольку оснóвные красители хорошо связываются хромосомами.

Г. Вальдейер

После переоткрытия в 1900 году законов Менделя потребовалось всего один-два года для того, чтобы стало ясно, что хромосомы ведут себя именно так, как это ожидалось от «частиц наследственности». В 1902 году Т. Бовери и в 1902—1903 годах У. Сеттон (Walter Sutton) независимо друг от друга первыми выдвинули гипотезу о генетической роли хромосом. Т. Бовери обнаружил, что зародыш морского ежа Paracentrotus lividus может нормально развиваться только при наличии хотя бы одного, но полного набора хромосом. Также он установил, что разные хромосомы не идентичны по своему составу. У. Сеттон изучал гаметогенез у саранчового Brachystola magna и понял, что поведение хромосом в мейозе и при оплодотворении полностью объясняет закономерности расхождения менделевских факторов и образования их новых комбинаций.Экспериментальное подтверждение этих идей и окончательное формулирование хромосомной теории Т. Морганом, К. Бриджесом , А. Стёртевантом и Г. Мёллером. На основе своих данных они сформулировали «хромосомную теорию наследственности», согласно которой передача наследственной информации связана с хромосомами, в которых линейно, в определенной последовательности, локализованы гены. Эти выводы были опубликованы в 1915 году.

Т. Морган

Морфология метафазных хромосом

• В ходе клеточного цикла облик хромосомы меняется.
• В интерфазе это очень нежные структуры, занимающие в ядре отдельные хромосомные территории, но не заметные как обособленные образования при визуальном наблюдении.
• В митозе хромосомы преобразуются в отдельные плотно упакованные элементы
• . Именно хромосомы на стадии профазы, метафазы или анафазы митоза доступны для наблюдения с помощью светового микроскопа. Митотические хромосомы можно увидеть у любого организма.
• Обычно митотические хромосомы имеют размеры в несколько микрон.

• Метафазные хромосомы состоят из двух продольных копий, которые называются сестринскими хроматидами и которые образуются при репликации. На стадии метафазы сестринские хроматиды соединены в районе центромеры.
• Центромера, которую иногда называют первичной перетяжкой, отвечает за расхождение сестринских хроматид в дочерние клетки при делении.
• Центромера делит хромосомы на две части, называемые плечами. У большинства видов короткое плечо хромосомы обозначается буквой p, длинное плечо — буквой q. Длина хромосомы и положение центромеры являются основными морфологическими признаками метафазных хромосом.

Схема строения хромосомы в метафазе митоза. 1 — хроматида; 2 — центромера; 3 — короткое плечо; 4 — длинное плечо

p субметацентрические хромосомы с плечами неравной длины;qp метацентрические хромосомы, у которых центромера расположена посередине или почти посередине.p=q Дополнительным морфологическим признаком некоторых хромосом является так называемая вторичная перетяжка, Во вторичных перетяжках находятся, как правило, ядрышковые организаторы , которые называются спутниками. " width="640"

• В зависимости от расположения центромеры различают типы строения хромосом:
• акроцентрические хромосомы, у которых центромера находится практически на конце, и второе плечо настолько мало, что его может быть не видно на цитологических препаратах;qp
• субметацентрические хромосомы с плечами неравной длины;qp
• метацентрические хромосомы, у которых центромера расположена посередине или почти посередине.p=q

Дополнительным морфологическим признаком некоторых хромосом является так называемая вторичная перетяжка,

Во вторичных перетяжках находятся, как правило, ядрышковые организаторы , которые называются спутниками.

Дифференциальная окраска хромосом

При монохромном окрашивании хромосом можно идентифицировать число и размеры хромосом; их форму, определяемую прежде всего положением центромер; наличие вторичных перетяжек, спутников

Методы дифференциального окрашивания эухроматиновых районов хромосом, обеспечивающие выявление в эухроматиновых районах чередующихся сегментов, так называемых бэндов (англ. band — полоса, лента, тесьма), которые окрашиваются с различной интенсивностью.

Необычные типы хромосом

1)Микрохромосомы

2)B-хромосомы

3)Голоцентрические хромосомы

Гигантские формы хромосом:

Политенные хромосомы

Хромосомы типа ламповых щёток

Бактериальные хромосомы

Хромосомы человека В каждой ядросодержащей соматической клетке человека содержится 23 пары линейных хромосом.

Хромосомный набор (кариотип) человека (женский)

Хроматида — структурный элемент хромосомы, формирующийся в интерфазе ядра клетки в результате удвоения хромосомы.

• Хроматидой называется любая из двух копий молекулы ДНК, вместе составляющих реплицированную хромосому и соединенных своими центромерами. Этот термин используется пока центромеры остаются в контакте. После разделения хромосом в ходе анафазы митоза или мейоза, нити называют дочерними хромосомами. Иными словами, хроматиды являются половинками реплицированных хромосом.

• У людей, как правило, присутствует 23 пары гомологичных хромосом в каждой клетке. Тем не менее количество хроматид будет кратно 23 и может быть 4N, 2N или 1N. Количество не относится к гаплоидному или диплоидному набору, оно относится к числу хроматид в каждой клетке, как кратный гаплоидному набору хромосом в организме.
• 4N:В клетке с количеством в 4N хроматид присутствуют 23 пары хромосом, и каждая хромосома имеет две хроматиды. Таким образом, присутствуют 92 хроматиды в каждой клетке.
• 2N:Сразу же после митоза, где клетка делится пополам, появляется 23 пары хромосом. Тем не менее, хромосома имеет только один хроматид. Таким образом, всего 46 хроматид.

С другой стороны, гаплоидная клетка с двумя хроматидами на каждую хромосому, также имеет 46 хроматид. Однако этого не происходит у людей.

• 1N:Сразу же после мейоза, каждая клетка, называемая «гаметой» имеет только половину суммы хромосом. Кроме того, каждая хромосома имеет только один хроматид. Таким образом, всего 23 хроматиды.