Хромосома

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Хромосома - це велика молекулярна структура, де міститься близько 90% ДНК клітини. Всі хромосоми містять дуже довгий безперервний полімеризований ланцюг ДНК (єдину ДНК-молекулу), що містить гени, регуляторні елементи, та проміжні нуклеотидні послідовності.

Слово «хромосома» походить від грецьких слів «хрома» - колір та «сома» - тіло.

Хромосоми еукаріот складаються з лінійної макромолекулу ДНК, що намотанa на специфічні білки-гістони, формуючи матеріал під назвою «хроматин».

В клітинах прокаріот звичайно міститься єдина хромосома, яка, на відміну від еукаріот, є кільцевою та позбавленою гістонів. Втім, це правило не є абсолютним: існують бактерії з більше, ніж одною хромосомою; у деяких бактерій хромосоми є лінійними; у кількох видів архей виявлені специфічні гістони.

Хромосоми можуть перебувати в двох структурно-функціональних станах: в конденсованому (спіралізованому) та деконденсованому (деспіралезованому). В інтерфазі хромосоми живої клітини невидимі, спостерігати можна лише гранули хроматину, бо в цей період хромосоми частково або повністю деконденсовані. Це є їхнім робочим станом, бо в більш дифузному хроматині активніші процеси синтезу. Під час мітотичного поділу клітини, коли відбувається конденсація хроматину, хромосоми добре помітні.


Зміст

[ред.] Будова

[ред.] Хроматин

Хроматином називають комплекс ДНК та білків. До складу хроматину входять два типи білків - гістони та негістонові білки.

[ред.] ДНП

Найменшими структурними компонентами хромосом є нуклеопотеідні фібрили, їх видно виключно в електронний мікроскоп. Хромосомні нуклеопротеіди - ДНП (дезоксірібонуклеопротеїди) - складаються з ДНК і білків (переважно гістонів).

[ред.] Нуклеосоми, хромонеми, хроматиди

Молекули гістонів утворюють групи - нуклеосоми. Кожна нуклеосома містить в собі 8 білкових молекул. Розмір нуклеосоми приблизно 8 нм. З кожною нуклеосомою пов"язана ділянка ДНК, що спірально оплетає нуклеосому ззовні. В такій ділянці ДНК знаходиться 140 нуклеотидів загальною довжиною 50 нм, але завдяки спіралізаціі довжина скорочується в 5 раз.

В хроматині близько 87 - 90% довжини ДНК зв"язано з нуклеосомами.

Фібрили ДНП попарно закручуються, утворюючи хромонеми (від гр. chroma - колір, nema - струна), які входять до комплексів вищого порядку - також спірально закручених полухроматид. Пара полухроматид утворює хроматиду, а пара хроматид -хромосому.

На різних ділянках однієї хромосоми спіралізація, компактність її основних елементів неоднакова; із цим пов"язана різна інтенсивність окращування окремих ділянок.

[ред.] Гетерохроматичні ділянки

Ті ділянки хромосоми, які інтенсивно сприймають красителі, називають гетерохроматичними (складаються з гетерохроматину); вони навіть в інтерфазі залишаються компактними і видимі в світовий мікроскоп.

Гетерохроматин виконує переважно структурну функцію. Він перебуває в інтенсивно конденсованому (спіралезованому) стані і займає одні й ті самі ділянки в гомологічних хромосомах, утворює ділянки, які прилегають до центромери та кінці хромосоми. Втрата гетерохроматинових ділянок може й не позначатися на життєдіяльності клітини.

[ред.] Гетерохроматин і тільця Барра

Вирізняють також факультативний гетерохроматин, який виникає при спіралізації та інактивації двох гомологічних хромосом. Так, зокрема, утворюється [[тільце Барра]] (Х-статевий хроматин), що його утворює одна з Х-хромосом жіночих особів ссавців, в т. ч. людини.

[ред.] Еухроматичні ділянки

Незабарвлені та менш ущільнені ділянки хромосоми, які деконденсуються та стають невидимими в період інтерфази, містять еухроматин і тому називаються еухроматичними. Вважають, що саме в них розміщено найбільше генів.


Хромосоми під час поділу клітини, в період метафази, мають вигляд нитей, палочок і т. п. Будова однієї хромосоми на різних ділянках неоднакова. В хромосомі Розрізняють первинну перетяжку і два плеча.

[ред.] Центромера

Первинна перетяжка, або центромера, - найменш спіралізована частина хромосоми.

На ній розміщений кінетохор (гр. kinesіs - рух, phoros - той, що несе), до якогго під час поділу клітини кріпляться ниті веретена поділу.

Місце розташування центромери в кожної пари хромосом постійне, воно обумовлює їхню форму.

В залежності від розташування центромери виділяють три типи хромосом: Метацентричні, субметацентричні і акроцентричні.Метацентричні хромосоми мають плечі майже однакової довжини; в субметацентричних плечі нерівні; акроцентричні хромосоми мають палочковидну форму з дуже коротким, майже непомітним другим плечем.

Можуть виникати і телоцентричні хромосоми - як результат відриву одного плеча, коли центромера розташована на кінці хромосоми. В нормальному каріотипі такі хромосоми не зустрічаються.

[ред.] Теломери

Кінці плечей хромосоми називаюиь теломерами, це спеціалізовані ділянки, які перешкоджають з"єднанню хромосом між собою або з їхніми фрагментами. Кінець хромосоми, якмй не має теломери, стає "ненасиченим", "липким", і легко приєднує фрагменти хромосом або з"єднується з подібними ділянками. У нормі ж теломери зберігають хромосому як дискретну індивідуальну одиницю.

[ред.] Супутники

Деякі хромосоми мають глибокі вторинні перетяжки, що відділяють окремі ділянки хромосоми - супутники. Такі хромосоми можуть зближуваьись і утворювати асоціації, а тонкі ниті, які з"єднують супутники з плечами хромосом, при цьому приймають участь в утворенні ядерець. Саме ці ділянки в хромосомах людини є оргянізаторами ядерець. В людини вторинні перетяжки є на довгому плечі 1, 9 та 16 хромосом та на кінцевих ділянках коротких плечей 13, 14, 15, 21, 22 хромосом.

[ред.] Хромомери

Вплечах хромосом видні товстіші та інтенсивніше окрашені ділянки - хромомери, які чередуються із міжхромомерними нитями. Внаслідок цього хромосома може нагадувати низку невівномірно нанизаного намиста.


[ред.] Правило постійності числа хромосом

Кількість хромосом та характерні особливості їхньої будови - видова ознака. Це є правилом постійності числа хромосом. Це число не залежить від висоти організації і не завжди вказує на філогенетичне споріднення.Наприклад, в ядрах усіх клітин конячої аскариди Paraascaris megalocephala univalenus знаходиться по 2 хромосоми, в мухи-дрозофіли Drosophila melanogaster -по 8, в людини - по 46, а в річкового рака Astacus fluviatalis - по 116.

Кількість хромосом не залежить від висоти організації, а також не завжди вказує на філогенетичне рідство: одне й те саме число може зустрічатись в дуже далеких форм, а в близьких видів деже відрізнятися. Однак, дуже важливо, що в представників одного виду число хромосом в ядрах всіх клітин постійне.

[ред.] Правило парності хромосом

Існує також правило парності хромосом, за яким число хромосом завжди є парним, бо в каріотипі хромосоми об"єднуються в гомологічні пари.


[ред.] Правило індивідуальності хромосом

Гомологічні хромосоми однакові за формою та будовою, розташуванням центромер, хромомер, інших деталей будови. Негомологічні хромосоми завжди мають відмінності. Тому маємо правило індивідуальності хромосом: кожна пара гомологічних хромосом характеризується своїми особливостями.


[ред.] Правило непреривності хромосом

Правило непреривності хромосом: в послідовних генераціях число та індивідуальність хромосом зберігається завдяки здатності хромосом до авторепродукції під час поділу клітини.


[ред.] Набори хромосом

[ред.] Диплоїдний

В ядрах соматичних клітин (тобто клітин тіла) міститься повний подвійних набор хромосом. В ньомо кожна хросома має свого гомологічного "партнера". Такий набор хромосом називають диплоїдним і позначають "2n"

[ред.] Гаплоїдний

В ядрах гамет (статевих клітин) на відміну від соматичних, є лише по одній хромосомі з кожної гомологічної пари.Всі вони різні. негомологічні. Такий одинарний набор хромосом називають гаплоїдним і позначають як "n".

При заплідненні відбувається злиття гамет , кожна з яких вносить в зиготу гаплоїдний набір хромосом, і відновлюється дилоїдний набор: n + n = 2n.


[ред.] Гетерохромосоми й аутосоми

При порівнянні хромосомних наборів чоловічих та жіночих особей одного і тоо самого виду, спостерігається відмінність в одній парі хромосом. Ця пара отримала назву статевих хромосом, або гетерохромосом.

Решта пар гомологічних пар хромосом, однакових в обох статей, мають загальну назв аутосоми.