Hierdie artikel sal strukture van eukariotiese selle soos chromosome bespreek, waarvan die struktuur en funksie bestudeer word deur 'n tak van biologie genaamd sitologie.
Ontdekkinggeskiedenis
As die hoofkomponente van die selkern, is chromosome in die 19de eeu deur verskeie wetenskaplikes gelyktydig ontdek. Die Russiese bioloog I. D. Chistyakov het hulle bestudeer in die proses van mitose (seldeling), die Duitse anatoom Waldeyer het hulle ontdek tydens die voorbereiding van histologiese preparate en hulle chromosome genoem, dit wil sê om liggame te kleur vir die vinnige reaksie van hierdie strukture wanneer hulle met die organiese kleurstof fuksin.
Fleming het die wetenskaplike feite oor die funksie van chromosome in selle met 'n gevormde kern opgesom.
Eksterne struktuur van chromosome
Hierdie mikroskopiese formasies is geleë in die kerne - die belangrikste organelle van die sel, en dien as 'n plek vir die berging en oordrag van die oorerflike inligting van 'n gegewe organisme. Chromosomebevat 'n spesiale stof - chromatien. Dit is 'n konglomeraat van dun filamente - fibrille en korrels. Vanuit 'n chemiese oogpunt is dit 'n kombinasie van lineêre DNA-molekules (daar is ongeveer 40%) met spesifieke histoonproteïene.
Komplekse, wat 8 peptiedmolekules en DNS-stringe insluit, gedraai op proteïenbolletjies, soos op spoele, word nukleosome genoem. Die deoksiribonukleïensuurgebied vorm 1,75 draaie om die stamgedeelte en is 'n ellipsoïed ongeveer 10 nanometer lank en 5-6 wyd. Die teenwoordigheid van hierdie strukture (chromosome) in die kern is 'n sistematiese kenmerk van die selle van eukariotiese organismes. Dit is in die vorm van nukleosome dat chromosome die funksie verrig om alle genetiese eienskappe te bewaar en oor te dra.
Afhanklikheid van die struktuur van die chromosoom van die fase van die selsiklus
As 'n sel in 'n toestand van interfase is, wat gekenmerk word deur sy groei en intensiewe metabolisme, maar die afwesigheid van verdeling, dan lyk die chromosome in die kern soos dun gedepiraliseerde drade - chromoneme. Gewoonlik is hulle verweef, en dit is onmoontlik om hulle visueel in aparte strukture te skei. Op die oomblik van seldeling, wat mitose in somatiese selle genoem word, en meiose in geslagselle, begin die chromosome spiraalvormig word en verdik, en word duidelik sigbaar onder 'n mikroskoop.
vlakke van chromosoomorganisasie
Die eenhede van oorerwing is chromosome, die wetenskap van genetikastudies in detail. Wetenskaplikes het gevind dat die nukleosomale filament,wat DNA en histoonproteïene bevat, vorm 'n eerste-orde helix. Digte pakking van chromatien vind plaas as gevolg van die vorming van 'n hoër-orde struktuur - 'n solenoïde. Dit self-organiseer en kondenseer in 'n selfs meer komplekse superspoel. Al die bogenoemde vlakke van chromosoomorganisasie vind plaas tydens die voorbereiding van die sel vir deling.
Dit is in die mitotiese siklus dat die strukturele eenhede van oorerwing, bestaande uit gene wat DNS bevat, verkort en verdik word in vergelyking met die filamentagtige chromoneme van die interfaseperiode met ongeveer 19 duisend keer. In so 'n kompakte vorm word die chromosome van die kern, wie se funksies dit is om die oorerflike eienskappe van die organisme oor te dra, gereed vir die verdeling van somatiese of kiemselle.
Chromosoommorfologie
Die funksies van chromosome kan verduidelik word deur hul morfologiese kenmerke te bestudeer, wat die beste in die mitotiese siklus gesien word. Dit is bewys dat selfs in die sintetiese stadium van interfase, die massa DNA in die sel verdubbel, aangesien elkeen van die dogterselle wat as gevolg van deling gevorm word, dieselfde hoeveelheid oorerflike inligting as die oorspronklike moeder moet hê. Dit word bereik as gevolg van die proses van reduplikasie - die selfverdubbeling van DNA, wat plaasvind met die deelname van die ensiem DNA-polimerase.
In sitologiese preparate wat voorberei is ten tyde van die metafase van mitose, in plant- of dierselle onder 'n mikroskoop, word dit duidelik gesien dat elke chromosoom uit twee dele bestaan, genaamdchromatiede. In die verdere fases van mitose - anafase en veral telofase - word hulle heeltemal geskei, waardeur elke chromatied 'n aparte chromosoom word. Dit bevat 'n voortdurend gekompakteerde DNA-molekule, asook lipiede, suurproteïene en RNA. Van die minerale stowwe bevat dit magnesium- en kalsiumione.
Hulpstruktuurelemente van die chromosoom
Om die funksies van chromosome in die sel ten volle uit te voer, het hierdie eenhede van oorerwing 'n spesiale toestel - die primêre vernouing (sentromeer), wat nooit spiraliseer nie. Dit is sy wat die chromosoom in twee dele verdeel, skouers genoem. Afhangende van die ligging van die sentromeer, klassifiseer genetici chromosome as gelyke-arm (metasentries), ongelyk-arm (submetasentries) en akrosentries. Op die primêre vernouings word spesiale formasies gevorm - kinetochore, wat skyfvormige proteïenbolletjies is wat aan beide kante van die sentromeer geleë is. Die kinetochore self bestaan uit twee afdelings: die buitenste is in kontak met mikrofilamente (filamentspildrade), wat daaraan geheg word.
As gevolg van die vermindering van filamente (mikrofilamente), word 'n streng geordende verspreiding van die chromatiede wat die chromosoom vorm tussen dogterselle uitgevoer. Sommige chromosome het een of meer sekondêre vernouings wat nie aan mitose deelneem nie, aangesien splytingspildrade nie daaraan kan heg nie, maar dit is hierdie afdelings (sekondêre vernouings) wat beheer verskaf oor die sintese van nukleoli - organelle wat reageervir die vorming van ribosome.
Wat is 'n kariotipe
Bekende genetiese wetenskaplikes Morgan, N. Koltsov, Setton het aan die begin van die 20ste eeu chromosome, hul struktuur en funksies in somatiese en kiemselle - gamete, noukeurig bestudeer. Hulle het gevind dat elke sel van alle biologiese spesies gekenmerk word deur 'n sekere aantal chromosome wat 'n spesifieke vorm en grootte het. Daar is voorgestel om die hele stel chromosome in die kern van 'n somatiese sel 'n kariotipe te noem.
In populêre literatuur word die kariotipe dikwels met die chromosoomstel geïdentifiseer. Trouens, dit is nie identiese konsepte nie. Byvoorbeeld, by mense is die kariotipe 46 chromosome in die kerne van somatiese selle en word aangedui deur die algemene formule 2n. Maar sulke selle soos byvoorbeeld hepatosiete (lewerselle) het verskeie kerne, hul chromosoomstel word as 2n2=4n of 2n4=8n aangedui. Dit wil sê, die aantal chromosome in sulke selle sal meer as 46 wees, hoewel die kariotipe van hepatosiete 2n is, dit wil sê 46 chromosome.
Die aantal chromosome in kiemselle is altyd twee keer minder as in somatiese (in die selle van die liggaam), so 'n versameling word haploïed genoem en word as n aangedui. Alle ander selle in die liggaam het 'n stel van 2n, wat diploïed genoem word.
Morgan se chromosoomteorie van oorerwing
Amerikaanse genetikus Morgan het die wet van gekoppelde oorerwing van gene ontdek en eksperimente uitgevoer oor die verbastering van vrugtevlieë-Drosophila. Danksy sy navorsing is die funksies van die chromosome van kiemselle bestudeer. Morgan het bewys dat gene geleë in naburigelokusse van dieselfde chromosoom word hoofsaaklik saam geërf, dit wil sê, gekoppel. As die gene ver uitmekaar in die chromosoom is, dan is oorkruising moontlik tussen die susterchromosome - die uitruil van afdelings
Danksy Morgan se navorsing is genetiese kaarte geskep wat die funksies van chromosome bestudeer en wyd in genetiese konsultasies gebruik word om vrae oor moontlike patologieë van chromosome of gene wat tot oorerflike siektes by mense lei, op te los. Die belangrikheid van die gevolgtrekkings wat die wetenskaplike gemaak het, kan nie oorskat word nie.
In hierdie artikel het ons die struktuur en funksies van chromosome wat hulle in die sel verrig, ondersoek.
