Основные структурные компоненты ядра

Хроматин, ядрышко, ядерный сок (нуклеоплазма, кареолимфа – каллоидный р-р биополимеров), яд. обол-ка, рибосомы.

Ф-ции нуклеоплазма:

1. обеспечение связи м/ду стр-ми компонентами ядра и его связи.

2. среда для протекания внутриядерных процессов.

Хроматин –дезоксирибонуклеопротеид. от греч. Хромос – окрашивающийся. Предложен в 1880г. Флеменгом.

Хим.состав ДНК + белки + РНК (1:1,3:0,3)

Выделяют эухроматин, гетерохроматин (факультативный - может переходить в эухр-н и обратно, и конституцийный - всегда в своем виде).

Хар-ка разновидностей хроматина

Укладка ДНК

Длина 1 мол-лы ДНК = 4 см, диаметр ядра = 4 мм – в 10 тыс.раз. Для того, чтобы поместить очень длинные мол-лы ДНК в ограниченное объем ядра ноебходимо их определенным образом уложить (упаковать). Для упаковки в ядре служат белки.-гистоны (основные белки, щелочной природы, богаты АК муцином, аргинином и обладают высоким сродством с ДНК). Соед-сь с ДНК гистоны образ-т хромитан. 5 разновидностей гистонов: Н_1, (в 2 раза меньше) Н2а, Н_2в, Н_3, Н_4. – встреч-ся в равном кол-ве.

Уровни укладки ДНК (5 уровней)

1.нуклеосомный. Стр-ная ед-ца нуклеосома (октомер гистонов – 8 мол-л +1,75 вилка ДНК). Нуклеосома, спейсерный уч-к ДНК, Н₁ (в середине спейс. уч-ка), нуклеосома и т.д. – стр-ра ниточки на бусинке. Степень упаковки ДНК в 7 раз.

2.нуклеомерный . стр-ная ед-ца нуклеомер (6-8 нуклеосом соед. др. с др. при помощи гистона Н₁). Нуклеомер (из 6-8 нуклеосом). Степень упак-ки 40 раз.

1 и 2 уровни хар-ны для интерфазного хроматина.

При образовании хромосом образ-ся следующие 3 уровня

3.хромомерный. Стр-ная ед-ца хромомера (розетка петель хроматина, т.е. группа петель, выходящих из 1-й точки). Хромомера. Степень упак-ки 600 раз. На 3 уровне укладки нах-ся: а) политенные хромосомы; б) хромосомы в профазе 1 мейоза. – под световым микроскопом.

4.хроматинный. Достигается за счет сближение отдельных хромомер др. с др. Степень упак-ки не опис-ся, т.к. разная степень сжатия. Нах-еся хромосомы в профазе митоза.

5.хромосомный. За счет спиральной укладки хромонемы. Степень упаковки исходных мол-л ДНК – 10 тыс. раз. 2 хроматиды = хромасома.

Биологический смысл укладки ДНК – обеспечение возможности упорядоченного расположения очень длинных мол-л ДНК в огранич. объеме ядра, также возможности перехода хроматин – хромосома в ходе клеточных делений.

Хромосомы – конденсированный хроматин. Интерфаза – деление (компактизация, спирализация) хроматина – получ-ся хромосома. Обратный процесс – деконденсация хромосом. Наиболее четкую стр-ру хромосома имеет в метафазе митоза. Строение митотич-ой хром-мы – сестринские хроматиды, центромера (первичная перетяжка), кинетохор (прикрепление нитей веретена деления,) вторичная перетяжка (ядрышковый организатор), тиломеры, плечи.

Ф-ции теломеров 1.обеспечивает целосность и индивид-ть хромосом, препятствует их слипанию.2. явл-ся биологическими часами, регулир-ми число клет-х делений.

Классификация митотич-х хр-м.Основана на соотоношении длины плеч или положения центромеры.:

1.Метацентрический (равноплечий)

2.Субметацентрический (1 плечо немного короче др.)S– короткое плечо,L –длин. плечоL>Sменее чем в 2 раза.

3.Акроцентрический L>Sболее чем в 2 раза.

4.Телоцентрический S почти отсутствует или отсутствует.

Кариотип – свойственные данному виду число, размеры и морфологические особ-ти хромосом. Примеры: (2n). Животные – человек – 46, шимпанзе 48, мышь 40, дрозофила 8, min аскарида лошадиная 2, max радиолярии 1600 хромосом. Растения – рожь 14, горох 14, кукуруза 20, томат 24, картофель 48, min гаплофакус 4 (2n) , max некоторые тропич. Папоротники 1260 (2n).

Размеры хр-м– от 0,2-50 мкм (чел-к 1-10 мкм). Для идентификации хр-м строятся идиограммы (графич-ое изображение хр-м в виде схемы в порядке уменьшения их длины с указанием положения центромеры) и кариограммы (попарная раскладка микрофотографий хр-м порядка уменьшения их длины с учетом морфологических особенностей).

Проблема– многие хр-мы имеют одинаковые размеры и форму (пр. с 6 по 12 хр-мы чел. практически неотличимы).

В 1968году Касперс разработал метод дифференцированного окрашивания (окрашивание, выявляющее неоднородность хр-м по их длине). – G-окрашивание – выявл. темные и светлые полосы. Число полос, их толщина и хар-р расположения индивидуальны и строго специфичны для каждой хр-мы, что позволяет на цитологических препаратах одинак-х по размеру и форме хр-м различить их.

Процесс воспроизведения клеток. Клеточный цикл. Митоз и мейоз как основные способы деления клеток, их сравнительная характеристика.

Клеточный цикл –время сущ-я клетки с момента ее образования путем деления исходной мат-кой клетки до собственного деления или гибели. Схема Кл.цикла M G₀ G₁ S G₂ M - митоз, G₁, G₂, S – интерфаза. G₁ – пресинтетический (рост клетки, синтез РНК, белков-строителей, ф-тов и гистонов). S – синтетический период (синтез ДНК – репликация, удвоение центриолей, синтез белков). G₂ – постсинтетический период (синтез РНК, белков (г.о. тубулинов, подготовка клетки к делению).

G₀ – за пределами цикла – период покоя –выход клетки из Кл.цикла. Бывает обратимый (клетки печени) и необратимый (нервные клетки).

Содержание генетт-го мат-ла в разные периоды кл. цикла. n- число наборов хр-м (n, 2n), с- число хроматид в гомологичных хр-мах – 2n4с, 2n2с (хр-мы не удвоены), 1n2с, 1n1с.

Общие закон-ти кл.цикла –

1.G_1>S_>G_2>M. G₁ – самый продолжительный. 2.во время каждого из периодов происходят события, явл-ся подготовкой к след-му периоду. Пример – в G₁ – синтез гистонов (подготовка к S периоду), в G₂ – синтез тубулина (веретено деления).

Митоз. Амитоз.

Митоз –непрямое деление клетки, при помощи которого дел-ся большинство соматических клеток организма. Рез-т митоза –из 1 мат. диплоидной клетки образ-ся 2 дочерние 2п клетки, которые явл-ся точными ее генетич-ми копиями. Значение – обеспечивает приемственность в ряду клеточных поколений; явл-ся цитологической основой бесполого размножения организмов.

Стадии митоза. Их хар-ка.

1.профаза – конденсация хроматина, образование хр-м, которые имеют вид толстых нитей.; расхождение центриолей к полюсам, начало формирования веретена деления; распад ядерной оболочки; дезинтеграция ядрышка – конец профазы.

2. метафаза – выстраивание хромосом в экваториальной плоскости клетки; образование метафазной пластинки; завершение формир-я веретена деления.

3. анафаза – расхождение хроматид к полюсам клетки благодаря веретену деления.

4. телофаза – остановка хромосом; деконденсация хр-м, образование хроматина; построение ядерной оболочки; образование ядрышка; цитогенез – разделение цит-мы клетки на 2 части (у жив-х путем образ-я клеточной перетяжки, у растений - перегородки).

Амитоз –прямое деление клетки, которое хар-но для след-х клеток - отличительные особенности амитоза –не происходит конденсация хроматина и образование хр-м, ядро дел-ся путем перетяжки, деление ядра не всегда сопровождается делением цитоплазмы, не образуется веретено деления. Отрицательная сторона амитоза– происходит неравномерное распределение инф-ции м/ду дочерними клетками. Положительная сторона– высокая скорость деления, малая затрата энергии.

Половое размножение животных, растений и грибов связано с формированием специализированных половых клеток. Особый тип деления клеток, в результате которого образуются половые клетки, называют мейозом. В отличие от митоза, при котором сохраняется число хромосом, получаемых дочерними клетками, при мейозе число хромосом в дочерних клетках уменьшается вдвое.

Процесс мейоза состоит из двух последовательных клеточных делений — мейоза 1 (первое деление) и мейоза 2 (второе деление). Удвоение ДНК и хромосом происходит только перед мейозом 1. В результате первого деления мейоза образуются клетки с уменьшенным вдвое числом хромосом. Второе деление мейоза заканчивается образованием половых клеток. Таким образом, все соматические клетки организма содержат двойной, диплоидный (2n), набор хромосом, где каждая хромосома имеет парную, гомологичную хромосому. Зрелые половые клетки имеют лишь одинарный, гаплоидный (n), набор хромосом и соответственно вдвое меньшее количество ДНК. Оба деления мейоза включают те же фазы, что и митоз: профазу, метафазу, анафазу, телофазу.

В профазе первого деления мейоза происходит спирализация хромосом. В конце профазы, когда спирализация заканчивается, хромосомы приобретают характерные для них форму и размеры. Хромосомы каждой пары, т.е. гомологичные, соединяются друг с другом по всей длине и скручиваются. Этот процесс соединения гомологичных хромосом носит название конъюгации. Во время конъюгации между некоторыми гомологичными хромосомами происходит обмен участками — генами (кроссинговер), что означает обмен наследственной информацией. После конъюгации гомологичные хромосомы отделяются друг от друга. Когда хромосомы полностью разъединяются, образуется веретено деления, наступает метафазамейоза и хромосомы располагаются в плоскости экватора. Затем наступает анафазамейоза, и к полюсам клетки отходят не половинки каждой хромосомы, включающие одну хроматиду, как при митозе, а целые хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид. Следовательно, в дочернюю клетку попадает только одна из каждой пары гомологичных хромосом.

Вслед за первым делением наступает второе деление мейоза, причем этому делению не предшествует синтез ДНК. Интерфаза перед вторым делением очень короткая. Профаза 2 непродолжительна. В метафазе 2 хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки. В анафазе 2 осуществляется разделение их центромер и каждая хроматида становится самостоятельной хромосомой. В телофазе 2 завершается расхождение сестринских хромосом к полюсам и наступает деление клетки. В результате из двух гаплоидных клеток образуются четыре гаплоидные дочерние клетки. Происходящий в мейозе перекрест хромосом, обмен участками, а также независимое расхождение каждой пары гомологичных хромосом определяет закономерности наследственной передачи признака от родителей потомству. Из каждой пары двух гомологичных хромосом (материнской и отцовской), входивших в хромосомный набор диплоидных организмов, в гаплоидном наборе яйцеклетки или сперматозоида содержится лишь одна хромосома.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: