Строение хромосом

Как устроены и из чего состоят хромосомы?

В делящейся клетке наследственный материал компактно упакован. Вследствие спирализации ДНК во время деления клетки наследственный материал становится виден в световой микроскоп как палочковидные тела — хромосомы.

Хромосомы имеют плечи и первичную перетяжку — центромеру. До удвоения ДНК хромосома образована одной молекулой ДНК, а после редупликации включает две молекулы ДНК — хроматиды, связанные в области центромеры. Форма хромосом зависит от первичной перетяжки, к области которой во время деления клетки прикрепляются нити веретена деления. Центромера делит хромосому на 2 плеча. Выделяют 3 основных типа хромосом:

1. равноплечие — с плечами равной или почти равной длины;
2. неравноплечие — с плечами разной длины;
3. палочковидные — с одним длинным, а другим очень коротким плечом.

Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку — участок меньшей спирализации хромосомного материала, соответствующий положению в ней ядрышкового организма.

Число хромосом в соматических и половых клетках

Как соотносится число хромосом в соматических и половых клетках?

В соматических клетках каждая хромосома имеет пару и такой хромосомный набор называется двойным или диплоидным.

Половые клетки всегда содержат вдвое меньше хромосом, чем соматические клетки данного вида организма (гаплоидный набор). При слиянии двух половых клеток происходит восстановление двойного набора хромосом, присущее данному виду.

Гомологичные хромосомы

Какие хромосомы называются гомологичными?

Хромосомы, одинаковые по форме и размеру и несущие одинаковые гены, называются гомологичными. Одна из таких хромосом достается организму от отца, другая — от матери.

Кариотип

Что такое кариотип? Дайте определение.

Совокупность качественных и количественных признаков хромосомного набора в соматической клетке называется кариотипом. Кариотип является видовым признаком, одинаковым у всех представителей данного вида. Например, у человека 46 хромосом, у дрозофилы — 8 и т. д.

Хромосомный набор

Какой хромосомный набор называют гаплоидным? диплоидным?

Присущий соматической клетке хромосомный набор, в котором каждая хромосома имеет себе пару, носит название двойного или диплоидного и обозначается как 2n. Количество ДНК, соответствующее двойному набору хромосом, обозначают как 2c. Так как из каждой пары гомологичных хромосом в половые клетки попадает только одна, то хромосомный набор половых клеток называют гаплоидным, т. е. одинарным и обозначают как 1n1c.

Хромосомы прокариот и эукариот

Вспомните строение хромосомы бактерий и сформулируйте ее отличия от хромосомы эукариот.

Хромосома прокариотической клетки имеет кольцевое строение, свободно расположена в цитоплазме и не отграничена ядерной оболочкой. Она одна, не имеет ядрышка, центромеры, вторичной перетяжки и вследствие этого характерных морфологических типов строения, свойственных хромосомам эукариотической клетки.

Жизненный цикл клетки

Что такое жизненный цикл клетки?

Жизненным циклом клетки называется совокупность событий от момента ее возникновения до гибели или последующего деления.

Митотический цикл

Дайте определение митотического цикла клетки.

Митотический цикл — совокупность процессов, протекающих в клетке во время подготовки ее к делению и на протяжении митоза. Он включает в себя интерфазу и митоз.

Интерфаза — период подготовки клетки к делению, включает три этапа.

1. Пресинтетический, или постмитотический (G1). Продолжительность — 6–8 часов, формула клетки 2n2c. Идет активный синтез РНК, белков, необходимых для процесса редупликации ДНК. Клетка увеличивается в размерах, возрастает количество органоидов.
2. Синтетический — S-период. Продолжительность — 8–12 часов. Идет редупликация ДНК; этот процесс начинается сразу во многих точках, в каждой из хромосом. К концу периода количество ДНК в каждой из хромосом удваивается. Формула клетки 2n4c.
3. Постсинтетический, или премитотический (G2) период. Продолжительность — 4–6 часов. Идет интенсивный синтез РНК и белков, необходимых для обеспечения процессов митоза. Завершается рост клетки, удваивается клеточный центр.

Митоз — непрямое деление клетки, состоит из четырех фаз — профазы, анафазы, метафазы и телофазы.

Синтез ДНК

Расскажите, как осуществляется синтез ДНК.

Молекула ДНК полностью раскручивается — деспирализуется, водородные связи, соединяющие комплементарно связанные полинуклеотидные цепи, разрываются, и каждая из них становится матрицей для синтеза новых цепей.

В процессе синтеза ДНК принимает участие целая группа ферментов. Одним из важнейших является ДНК -полимераза. Удвоение ДНК происходит по принципу комплементарности и осуществляется с очень высокой точностью — новые молекулы абсолютно идентичны старой, и каждая из них состоит из одной старой и второй вновь синтезированной полинуклеотидных цепей. Без этого были бы невозможны сохранение и передача генетической информации по наследству, которая обеспечивает развитие присущих организму признаков. Возникшие под воздействием внешних факторов изменения структуры молекулы ДНК устраняются при помощи специальных ферментов. Таким образом, постоянство наследственной информации обеспечивается матричным синтезом ДНК и восстановлением поврежденных участков молекулы посредством ферментов. В результате удвоения ДНК в ходе процессов митотического цикла в каждой хромосоме оказывается вдвое больше молекул ДНК, чем было, а число хромосом не меняется. Формула клетки становится 2n4c.