Што такое храмасома? Набор храмасом. пара храмасом

Спадчыннасць і зменлівасць у жывой прыродзе існуюць дзякуючы храмасомы, генам, дэзаксірыбануклеінавай кіслаце (ДНК). Захоўваецца і перадаецца генетычная інфармацыя ў выглядзе ланцужка нуклеатыдаў ў складзе ДНК. Якая роля ў гэтай з'яве належыць генам? Што такое храмасома з пункту гледжання перадачы спадчынных прыкмет? Адказы на падобныя пытанні дазваляюць разабрацца ў прынцыпах кадавання і генетычным разнастайнасці на нашай планеце. Шмат у чым яно залежыць ад таго, колькі храмасом ўваходзіць у набор, ад рэкамбінацыі гэтых структур.

З гісторыі адкрыцця «часціц спадчыннасці»

Вывучаючы пад мікраскопам клеткі раслін і жывёл, многія батанікі і заолагі яшчэ ў сярэдзіне XIX стагоддзя звярнулі ўвагу на найтонкія ніткі і драбнюткія колцападобнай структуры ў ядры. Часцей за іншых першаадкрывальнікам храмасом называюць нямецкага анатама Вальтэра Флемминга. Менавіта ён ужыў анілінавыя фарбавальнікі для апрацоўкі ядзерных структур. Выяўленае рэчыва Флемминг назваў "храмаціне" за яго здольнасць да афарбоўвання. Тэрмін «храмасомы» ў 1888 годзе увёў у навуковы абарот Генрых Вальдейер.

Адначасова з Флеммингом шукаў адказ на пытанне пра тое, што такое храмасома, бельгіец Эдуард ван Бенеден. Крыху раней нямецкія біёлагі Тэадор Бовери і Эдуард Страсбургер правялі серыю эксперыментаў, якія даказваюць індывідуальнасць храмасом, сталасць іх колькасці ў розных відаў жывых арганізмаў.

Перадумовы храмасомнай тэорыі спадчыннасці

Амерыканскі даследчык Уолтар Саттон высвятліў, колькі храмасом змяшчаецца ў клеткавым ядры. Вучоны лічыў гэтыя структуры носьбітамі адзінак спадчыннасці, прыкмет арганізма. Саттон выявіў, што храмасомы складаюцца з генаў, з дапамогай якіх нашчадкам ад бацькоў перадаюцца ўласцівасці і функцыі. Генетык ў сваіх публікацыях даў апісання хромосомных пар, іх руху ў працэсе дзялення клеткавага ядра.

Незалежна ад амерыканскага калегі, працы ў тым жа кірунку вёў Тэадор Бовери. Абодва даследчыка ў сваіх працах вывучалі пытанні перадачы спадчынных прыкмет, сфармулявалі асноўныя палажэнні аб ролі храмасом (1902-1903). Далейшая распрацоўка тэорыі Бовери-Саттона адбывалася ў лабараторыі нобелеўскага лаўрэата Томаса Моргана. Выбітны амерыканскі біёлаг і яго памочнікі ўсталявалі шэраг заканамернасцяў размяшчэння генаў у храмасоме, распрацавалі цыталагічныя базу, якая тлумачыць механізм законаў Грэгары Мендэля - бацькі-заснавальніка генетыкі.

Храмасомы ў клетцы

Даследаванне будынка храмасом пачалося пасля іх адкрыцця і апісанні ў XIX стагоддзі. Гэтыя цяля і ніткі ўтрымліваюцца ў будовы пракарыятычнай арганізмах (бяз'ядзерных) і эукарыятычнай клетках (у ядрах). Вывучэнне пад мікраскопам дазволіла ўсталяваць, што такое храмасома з марфалагічнай пункту гледжання. Гэта рухомае ніткападобнай цельца, якое адрозна ў пэўныя фазы клеткавага цыклу. У Інтэрфаза ўвесь аб'ём ядра займае храмаціне. У іншыя перыяды адрозныя храмасомы ў выглядзе адной або двух хроматид.

Лепш бачныя гэтыя адукацыі падчас клеткавых дзяленняў - Мітоз або мейоза. У эукарыятычнай клетках часцей можна назіраць буйныя храмасомы лінейнага будынкі. У пракарыёт яны менш, хоць ёсць выключэнні. Клеткі часцяком ўключаюць больш аднаго тыпу храмасом, напрыклад свае ўласныя невялікія «часціцы спадчыннасці» ёсць у мітахондрыях і хларапластах.

формы храмасом

Кожная храмасома валодае індывідуальным будынкам, адрозніваецца ад іншых асаблівасцямі афарбоўвання. Пры вывучэнні марфалогіі важна вызначыць становішча центромеры, даўжыню і размяшчэнне плячэй адносна перацяжкі. У набор храмасом звычайна ўваходзяць наступныя формы:

• метацентрические, або равноплечие, для якіх характэрна сярэдняе размяшчэнне центромеры;
• субметацентрические, або неравноплечие (перацяжка зрушаная ў бок аднаго з целамерамі);
• акроцентрические, або палачкападобныя, у іх центромера знаходзіцца практычна на канцы храмасомы;
• точковые з цяжка паддаецца вызначэнню формай.

функцыі храмасом

Храмасомы складаюцца з генаў - функцыянальных адзінак спадчыннасці. Теломеры - канцы плячэй храмасомы. Гэтыя спецыялізаваныя элементы служаць для абароны ад пашкоджанні, перашкаджаюць зліпанню фрагментаў. Центромера выконвае свае задачы пры падваенні храмасом. На ёй ёсць кинетохор, менавіта да яго мацуюцца структуры верацяна дзялення. Кожная пара храмасом індывідуальная па месцы размяшчэння центромеры. Ніткі верацяна дзялення працуюць такім чынам, што ў даччыныя клеткі адыходзіць па адной храмасоме, а не абедзве. Раўнамернае падваенне ў працэсе дзялення забяспечваюць кропкі пачатку рэплікацыі. Дупликация кожнай храмасомы пачынаецца адначасова ў некалькіх такіх кропках, што прыкметна паскарае ўвесь працэс дзялення.

Ролю ДНК і РНК

Высветліць, што такое храмасома, якую функцыю выконвае гэтая ядзерная структура, атрымалася пасля вывучэння яе біяхімічнага складу і уласцівасцяў. У эукарыятычнай клетках ядзерныя храмасомы ўтвораны кандэнсаваных рэчывам - храмаціне. Згодна з дадзенымі аналізу, у яго склад уваходзяць высокамалекулярныя арганічныя рэчывы:

• дэзаксірыбануклеінавая кіслата (ДНК);
• рібанукляінавай кіслата (РНК);
• вавёркі-гистоны.

Нуклеінавыя кіслоты прымаюць самы непасрэдны ўдзел у біясінтэзе амінакіслот і бялкоў, забяспечваюць перадачу спадчынных прыкмет з пакалення ў пакаленне. ДНК змяшчаецца ў ядры эукарыятычнай клеткі, РНК засяроджаная ў цытаплазме.

гены

Рэнтгенаструктурны аналіз паказаў, што ДНК ўтварае падвойную спіраль, ланцугі якой складаюцца з нуклеатыдаў. Яны ўяўляюць сабой вуглявод дезоксирибозу, фасфатнай групы і адно з чатырох азоцістых падстаў:

1. А - аденин.
2. Г - Гуанінь.
3. Т - тимин.
4. Ц - цитозин.

Ўчасткі спіралепадобнае дезоксирибонуклеопротеидных нітак - гэта гены, якія нясуць закадаваную інфармацыю аб паслядоўнасці амінакіслот ў вавёрках або РНК. Пры размнажэнні спадчынныя прыкметы ад бацькоў нашчадкам перадаюцца ў выглядзе алеляў генаў. Яны вызначаюць функцыянаванне, рост і развіццё канкрэтнага арганізма. На думку шэрагу даследчыкаў, тыя ўчасткі ДНК, што не кадуюць поліпептыды, выконваюць якія рэгулююць функцыі. Геном чалавека можа налічваць да 30 тыс. Генаў.

набор храмасом

Агульная колькасць храмасом, іх асаблівасці - характэрная прыкмета віду. У мухі-дразафілы іх колькасць - 8, у прыматаў - 48, у чалавека - 46. Гэта лік з'яўляецца сталым для клетак арганізмаў, якія адносяцца да аднаго выгляду. Для ўсіх эукарыёт.Асноўныя існуе паняцце «дыплоідным храмасомы». Гэта поўны набор, або 2n, у адрозненне ад гаплоідным - палавіннага колькасці (n).

Храмасомы ў складзе адной пары гамалагічных, аднолькавыя па форме, будынку, месцазнаходжанні центромер і іншых элементаў. Гамолагі маюць свае характэрныя асаблівасці, якія іх адрозніваюць ад іншых храмасом у наборы. Афарбоўванне асноўнымі фарбавальнікамі дазваляе разгледзець, вывучыць адметныя рысы кожнай пары. Дыплоідным набор храмасом прысутнічае ў саматычных клетках, гаплоідным жа - у палавых (так званых гамет). У млекакормячых і іншых жывых арганізмаў з гетерогаметным мужчынскім падлогай фармуюцца два выгляду палавых храмасом: Х-храмасома і Y. Самцы валодаюць наборам XY, самкі - XX.

Хромосомных набор чалавека

Клеткі арганізма чалавека ўтрымліваюць 46 храмасом. Усе яны аб'ядноўваюцца ў 23 пары, што складаюць набор. Ёсць два тыпу храмасом: аутосомы і палавыя. Першыя ўтвараюць 22 пары - агульныя для жанчын і мужчын. Ад іх адрозніваецца 23-і пара - палавыя храмасомы, якія ў клетках мужчынскага арганізма з'яўляюцца негомологичными.

Генетычныя рысы звязаныя з палавой прыналежнасцю. Для іх перадачы служаць Y і Х-храмасома ў мужчын, дзве X у жанчын. Аутосомы ўтрымліваюць астатнюю частку інфармацыі аб спадчынных прыкметах. Існуюць методыкі, якія дазваляюць індывідуалізаваць усе 23 пары. Яны добра адрозныя на малюнках, калі пафарбаваны ў пэўны колер. Прыкметна, што 22-я храмасома ў геноме чалавека - самая маленькая. Яе ДНК ў расцягнутым стане мае даўжыню 1,5 см і налічвае 48 млн пар азоцістых падстаў. Спецыяльныя вавёркі гистоны са складу храмаціне выконваюць сціск, пасля чаго нітка займае ў тысячы разоў менш месцы ў ядры клеткі. Пад электронным мікраскопам гистоны ў интерфазном ядры нагадваюць каралі, нанізаныя на нітку ДНК.

генетычныя захворванні

Існуе больш за 3 тыс. Спадчынных хвароб рознага тыпу, абумоўленых пашкоджаннямі і парушэннямі ў храмасомах. Да іх ліку адносіцца сіндром Дауна. Для дзіцяці з такім генетычным захворваннем характэрна адставанне ў разумовым і фізічным развіцці. Пры мукавісцыдозу адбываецца збой у функцыях залоз знешняй сакрэцыі. Парушэнне вядзе да праблем з потаадлучэннем, вылучэнню і назапашвання слізі ў арганізме. Яна ўскладняе працу лёгкіх, можа прывесці да ўдушша і смяротнага зыходу.

Парушэнне каляровага гледжання - барваслепасць - неўспрымальнасць да некаторых частках каляровага спектру. Гемафілія прыводзіць да паслаблення згусальнасці крыві. Непераноснасць лактозы не дазваляе арганізму чалавека засвойваць малочны цукар. У кабінетах планавання сям'і можна даведацца аб схільнасці да таго ці іншага генетычнаму захворванні. У буйных медыцынскіх цэнтрах ёсць магчымасць прайсці адпаведнае абследаванне і лячэнне.

Генотерапия - кірунак сучаснай медыцыны, высвятленне генетычнай прычыны спадчынных захворванняў і яе ўхіленне. З дапамогай найноўшых метадаў у паталагічныя клеткі замест парушаных ўводзяць нармальныя гены. У такім выпадку лекары пазбаўляюць хворага ня ад сімптомаў, а ад прычын, якія выклікалі захворванне. Праводзіцца толькі карэкцыя саматычных клетак, метады геннай тэрапіі пакуль не прымяняюцца масава ў адносінах да палавых клетак.