Enciklopedijski YouTube

1 / 3

Kromosomi, kromatide, kromatin itd.

ZNO Biologija Nukleus Gen Kromosomi

Geni, DNK i kromosomi

titlovi

Prije ronjenja u stroj dijeljenje stanica , mislim da bi bilo korisno razgovarati o vokabularu vezanom uz DNK. Postoji mnogo riječi, a neke od njih zvuče slično. Oni mogu biti zbunjujući. Prvo, želio bih govoriti o tome kako DNK stvara više DNK, izrađuje svoje kopije ili kako općenito izrađuje proteine. O tome smo već govorili u videu o DNK. Dopustite mi da nacrtam mali dio DNK. Imam A, G, T, neka dva T pa dva C. Tako mala površina. Nastavlja se ovako. Naravno, ovo je dvostruka spirala. Svako slovo odgovara svome. Obojit ću ih ovom bojom. Dakle, A odgovara T, G odgovara C, (točnije, G stvara vodikove veze sa C), T - sa A, T - sa A, C - sa G, C - sa G. Cijela ova spirala se proteže, recimo recimo, u ovom smjeru. Dakle, postoji nekoliko različitih procesa koje ova DNK mora izvršiti. Jedan od njih ima veze sa stanicama vašeg tijela - morate proizvoditi više stanica svoje kože. Vaš DNK se mora kopirati. Taj se proces naziva replikacija. Vi replicirate DNK. Pokazat ću vam replikaciju. Kako se ova DNK može kopirati? Ovo je jedna od najistaknutijih značajki strukture DNK. Replikacija. Općenito pojednostavljujem, ali ideja je da se dvije niti DNK odvajaju, a to se ne događa samo od sebe. Ovo je olakšano masom proteina i enzima, ali o mikrobiologiji ću detaljno govoriti u drugom videu. Tako su ovi lanci odvojeni jedan od drugog. Premjestit ću lanac ovdje. Odvajaju se jedno od drugoga. Uzet ću drugi lanac. Ovaj je prevelik. Ovaj krug će izgledati otprilike ovako. Odvajaju se jedno od drugoga. Što se može dogoditi nakon toga? Uklonit ću dodatne komade ovdje i ovdje. Dakle, ovdje je naša dvostruka spirala. Svi su bili povezani. Ovo su parovi baza. Sada su odvojeni jedni od drugih. Što svatko od njih može učiniti nakon rastave? Oni sada mogu postati matrica jedno za drugo. Gledajte... Ako je ovaj lanac sam, sada, odjednom, timinska baza može doći i pridružiti se ovdje, i ovi nukleotidi će se početi redati. Timin i citozin, a zatim adenin, adenin, gvanin, gvanin. I tako to ide. I onda, u ovom drugom dijelu, na zelenom lancu koji je prethodno bio pričvršćen za ovaj plavi, dogodit će se ista stvar. Bit će tu adenin, gvanin, timin, timin, citozin, citozin. Što se upravo dogodilo? Odvajanjem i dovođenjem komplementarnih baza stvorili smo kopiju ove molekule. Napravit ćemo mikrobiologiju ovoga u budućnosti, to je samo za Generalna ideja o tome kako se DNK kopira. Osobito kada pogledamo mitozu i mejozu, mogu reći: "Ovo je faza u kojoj se događa replikacija." Sada, još jedan proces o kojem ćete čuti još puno. Govorio sam o njemu u DNK videu. Ovo je transkripcija. U DNK videu nisam obraćao puno pozornosti na to kako se DNK udvostručuje, ali jedna od sjajnih stvari u vezi s dvostrukim lancem je ta da se lako umnožava. Samo odvojite 2 trake, 2 spirale, i onda one postanu matrica za drugi lanac, a onda se pojavi kopija. Sada transkripcija. To je ono što se mora dogoditi s DNK kako bi se formirali proteini, ali transkripcija je međukorak. Ovo je faza u kojoj prelazite s DNA na mRNA. Zatim ta mRNA napušta jezgru stanice i odlazi u ribosome. Razgovarat ću o ovome za nekoliko sekundi. Dakle, možemo učiniti isto. Ovi se lanci ponovno razdvajaju tijekom transkripcije. Jedan se odvaja ovdje, a drugi se odvaja... a drugi će se odvajati ovdje. Predivno. Možda ima smisla upotrijebiti samo jednu polovicu lanca - jednu ću ukloniti. To je put. Prepisat ćemo zeleni dio. Evo je. Sve ću ovo izbrisati. Pogrešna boja. Dakle, brišem sve ovo. Što se događa ako umjesto nukleotida dezoksiribonukleinske kiseline koji se spajaju s ovim lancem DNK imate ribonukleinsku kiselinu ili RNK koja se spaja. Prikazat ću RNK u magenta boji. RNK će se upariti s DNK. Timin, koji se nalazi u DNK, uparit će se s adeninom. Gvanin, sada kada govorimo o RNK, umjesto timina, imat ćemo uracil, uracil, citozin, citozin. I nastavit će se. Ovo je mRNA. Glasnička RNA. Sad se rastaje. Ova mRNA se odvaja i napušta jezgru. Napušta jezgru, a zatim dolazi do translacije. Emitiranje. Napišimo ovaj pojam. Emitiranje. Dolazi iz mRNA... U DNK videu, imao sam malu tRNA. Prijenosna RNA bila je poput kamiona koji prevozi aminokiseline do mRNA. Sve se to događa u dijelu stanice koji se naziva ribosom. Translacija se odvija s mRNA na protein. Vidjeli smo da se to dogodilo. Dakle, od mRNA do proteina. Imate ovaj lanac - napravit ću kopiju. Kopirat ću cijeli lanac odjednom. Ovaj lanac se odvaja, napušta jezgru, i onda imate ove male kamione tRNA, koji, zapravo, voze gore, da tako kažem. Pa recimo da imam tRNA. Pogledajmo adenin, adenin, gvanin i gvanin. Ovo je RNA. Ovo je kodon. Kodon ima 3 para baza i aminokiselinu vezanu na njega. Imate neke druge dijelove tRNA. Recimo uracil, citozin, adenin. I još jedna aminokiselina povezana s njim. Zatim se aminokiseline spajaju i tvore dugi lanac aminokiselina, koji je protein. Proteini tvore ove čudne složene oblike. Da budemo sigurni da razumijete. Počet ćemo s DNK. Ako napravimo kopije DNK, to je replikacija. Vi replicirate DNK. Dakle, ako napravimo kopije DNK, to je replikacija. Ako počnete s DNK i stvorite mRNK iz DNK predloška, ​​to je transkripcija. Zapišimo. "Transkripcija". Odnosno, prepisujete informacije iz jednog oblika u drugi - transkripcija. Sada, kada mRNA napusti jezgru stanice... Nacrtat ću stanicu da skrenem pozornost na nju. Građom stanica bavit ćemo se u budućnosti. Ako ovo cijela stanica, jezgra je središte. Ovdje je sva DNK, ovdje se odvija sva replikacija i transkripcija. Zatim mRNA napušta jezgru, a zatim u ribosomima, o kojima ćemo detaljnije govoriti u budućnosti, dolazi do translacije i stvaranja proteina. Dakle, s mRNA na protein je translacija. Streamirate iz genetski kod, u takozvani proteinski kod. Dakle, ovo je emisija. To su upravo riječi koje se obično koriste za opis ovih procesa. Provjerite jeste li ih pravilno koristili imenovanjem različitih procesa. Sada još jedan dio DNK terminologije. Kad sam je prvi put sreo, mislio sam da je vrlo zbunjujuća. Riječ je "kromosom". Ovdje ću zapisati riječi - možete shvatiti koliko su zbunjujuće: kromosom, kromatin i kromatid. Kromatid. Dakle, kromosom, već smo pričali o tome. Možda imate DNK lanac. Ovo je dvostruka spirala. Ovaj lanac, ako ga povećam, zapravo su dva različita lanca. Imaju povezane parove baza. Upravo sam nacrtao parove baza spojene zajedno. Želim biti jasan: nacrtao sam ovu malu zelenu liniju ovdje. Ovo je dvostruka spirala. Omotava se oko proteina koji se nazivaju histoni. Histoni. Neka se okrene ovako i ovako nešto, pa onda ovako nešto. Ovdje imate tvari koje se nazivaju histoni, a to su proteini. Nacrtajmo ih ovako. Kao ovo. To je struktura, odnosno DNK u kombinaciji s proteinima koji je strukturiraju, uzrokujući da se omotava sve dalje i dalje. U konačnici, ovisno o životnom stadiju stanice, formirat će se različite strukture. A kada govorite o nukleinskoj kiselini, koja je DNK, i kombinirate je s proteinima, govorite o kromatinu. Dakle, kromatin je DNK plus strukturni proteini koji DNK daju oblik. strukturni proteini. Ideja kromatina prvi put je korištena zbog onoga što su ljudi vidjeli kada su pogledali stanicu... Sjećate li se? Svaki put sam crtao jezgru stanice na određeni način. Da se tako izrazim. Ovo je jezgra stanice. Nacrtao sam vrlo različite strukture. Ovo je jedno, ovo je drugo. Možda je niža, a ima homologni kromosom. Nacrtao sam kromosome, zar ne? I svaki od ovih kromosoma, kao što sam pokazao u prošlom videu, u biti su dugačke strukture DNK, dugi lanci DNK čvrsto omotana jedna oko druge. Nacrtao sam ga ovako. Ako zumiramo, vidjet ćemo jedan lanac, i stvarno je ovako omotan oko sebe. Ovo je njezin homologni kromosom. Zapamtite, u videu o varijabilnosti govorio sam o homolognom kromosomu koji kodira iste gene, ali njihovu drugu verziju. Plava je od tate, a crvena od mame, ali u biti kodiraju iste gene. Dakle, ovo je jedna nit koju sam dobio od svog oca s DNK ove strukture, zovemo je kromosom. Dakle, kromosom. Želim pojasniti, DNK poprima ovaj oblik samo u određenim životnim fazama kada se sama reproducira, tj. se replicira. Točnije, ne tako ... Kad se stanica dijeli. Prije nego što stanica postane sposobna za diobu, DNK poprima ovaj dobro definiran oblik. Najviše život stanice, kada DNK radi svoj posao, kada stvara proteine, odnosno proteini se prepisuju i prevode iz DNK, ona se ne savija na taj način. Kad bi bila presavijena, sustavu replikacije i transkripcije bilo bi teško doći do DNK, napraviti proteine ​​i učiniti bilo što drugo. Obično DNK... Da ponovno nacrtam jezgru. Većinu vremena ne možete ga vidjeti ni običnim svjetlosnim mikroskopom. Toliko je tanak da je cijela spirala DNK potpuno raspoređena u jezgri. Crtam ga ovdje, još jedan bi mogao biti ovdje. I onda imate kraći lanac kao ovaj. Ne možeš je ni vidjeti. Nije u ovoj dobro definiranoj strukturi. Obično to izgleda ovako. Neka bude tako kratak lanac. Možete vidjeti samo sličan nered, koji se sastoji od zbrke kombinacija DNK i proteina. To je ono što ljudi općenito nazivaju kromatinom. Ovo treba zapisati. "Kromatin" Dakle, riječi mogu biti vrlo dvosmislene i vrlo zbunjujuće, ali uobičajena upotreba kada govorite o dobro definiranom jednom lancu DNK, dobro definiranoj strukturi poput ove, je kromosom. Koncept "kromatina" može se odnositi ili na strukturu kao što je kromosom, kombinacija DNK i proteina koji ga strukturiraju, ili na poremećaj mnogih kromosoma koji sadrže DNK. To jest, od mnogih kromosoma i proteina pomiješanih zajedno. Želim da ovo bude jasno. Sada sljedeća riječ. Što je kromatid? Za slučaj da to već nisam učinio... Ne sjećam se jesam li to označio. Ovi proteini koji daju strukturu kromatinu ili čine kromatin i također daju strukturu nazivaju se "histoni". Postoje različite vrste koje pružaju strukturu na različitim razinama, kasnije ćemo ih detaljnije pogledati. Dakle, što je kromatid? Kad se DNK replicira... Recimo da je to bio moj DNK, u normalnom je stanju. Jedna verzija je od tate, jedna verzija je od mame. Sada se replicira. Tatina prva verzija izgleda ovako. To je veliki lanac DNK. Stvara drugu verziju sebe, identičnu ako sustav radi kako treba, a taj identični dio izgleda ovako. U početku su pričvršćeni jedni za druge. Pričvršćeni su jedno za drugo na mjestu koje se naziva centromera. Sada, unatoč činjenici da ovdje imam 2 lanca, pričvršćena zajedno. Dva identična lančića. Jedan lanac ovdje, jedan ovdje... Mada da se izrazim drugačije. U principu, to se može prikazati na mnogo različitih načina. Ovo je jedan lanac ovdje, a ovdje je drugi lanac. Dakle, imamo 2 primjerka. Kodiraju potpuno isti DNK. Tako. Oni su identični, zbog čega ga još uvijek zovem kromosom. Zapišimo i to. Sve to zajedno naziva se kromosom, ali sada se svaka pojedinačna kopija naziva kromatid. Dakle, ovo je jedna kromatida, a ovo je druga. Ponekad se nazivaju sestrinskim kromatidama. Također se mogu nazvati kromatidama blizancima jer dijele iste genetske informacije. Dakle, ovaj kromosom ima 2 kromatide. Sad, prije replikacije, ili prije dupliciranja DNK, možete reći da ovaj kromosom upravo ovdje ima jednu kromatidu. Možete to nazvati kromatidom, ali ne mora biti. Ljudi počnu govoriti o kromatidima kada su dvije prisutne na kromosomu. Saznajemo da se u mitozi i mejozi ove 2 kromatide odvajaju. Kada se odvoje, postoji lanac DNK koji ste nekoć nazivali kromatid, a sada ćete ga zvati jednim kromosomom. Dakle, ovo je jedan od njih, a evo još jednog koji se mogao razgranati u tom smjeru. Ovu ću zaokružiti zelenom bojom. Dakle, ovaj može ići na ovu stranu, a ovaj koji sam zaokružio narančastom, na primjer, na ovu... Sad kad su razdvojeni i više nisu povezani centromerom, ono što smo izvorno zvali jedan kromosom s dvije kromatide, sada vi nazivamo dva odvojena kromosoma. Ili možete reći da sada imate dva odvojena kromosoma, od kojih se svaki sastoji od jedne kromatide. Nadam se da ovo malo razjašnjava stvari značenje pojmova povezan s DNK. Uvijek su mi bili prilično zbunjujući, ali bit će koristan alat kada započnemo mitozu i mejozu, a ja ću govoriti o tome kako kromosom postaje kromatid. Pitat ćete kako je jedan kromosom postao dva kromosoma, a kako je kromatid postao kromosom. Sve se vrti oko vokabulara. Izabrao bih nešto drugo umjesto da ga zovem kromosom i svaki od tih pojedinačnih kromosoma, ali tako su odlučili nazvati nas. Možda se pitate odakle dolazi riječ "kromo". Možda znate stari Kodakov film koji se zove "kromirana boja". U osnovi "kromo" znači "boja". Mislim da dolazi od grčke riječi za boju. Kad su ljudi prvi put pogledali jezgru stanice, koristili su boju, a ono što nazivamo kromosomima bilo je obojeno bojom. I mogli smo to vidjeti svjetlosnim mikroskopom. Dio "soma" dolazi od riječi "soma" što znači "tijelo", odnosno dobivamo tijelo u boji. Tako je rođena riječ "kromosom". Kromatin također mrlja... Nadam se da je ovo malo razjasnilo koncepte "kromatida", "kromosoma", "kromatina", a sada smo spremni za proučavanje mitoze i mejoze.

Funkcije

Centromera je uključena u spajanje sestrinskih kromatida, stvaranje kinetohora, konjugaciju homolognih kromosoma i uključena je u kontrolu ekspresije gena.

Upravo u području centromere povezuju se sestrinske kromatide u profazi i metafazi mitoze i homologni kromosomi u profazi i metafazi prve diobe mejoze. Na centromerama dolazi do stvaranja kinetohora: proteini koji se vežu za centromeru čine pričvrsnu točku za mikrotubule diobe vretena u anafazi i telofazi mitoze i mejoze.

Odstupanja od normalnog funkcioniranja centromera dovode do problema tijekom relativni položaj kromosoma u jezgri koja se dijeli, i kao rezultat - do kršenja procesa segregacije kromosoma (njihova raspodjela između stanica kćeri). Ove abnormalnosti dovode do aneuploidije, koja može imati teške posljedice(na primjer, Downov sindrom kod ljudi, povezan s aneuploidijom (trisomijom) na 21. kromosomu).

Centromerna sekvenca

Kod većine eukariota centromera nema odgovarajući specifičan slijed nukleotida. Obično se sastoji od veliki broj DNK ponavljanja (npr. satelitska DNK) u kojima je slijed unutar pojedinačnih ponavljajućih elemenata sličan, ali ne i identičan. Kod ljudi se glavna ponovljena sekvenca naziva α-satelit, ali postoji nekoliko drugih vrsta sekvenci u ovoj regiji. Međutim, utvrđeno je da su α-satelitni ponavljanja nedostatni za nastanak kinetohora, te da su poznate funkcionalne centromere koje ne sadrže α-satelitnu DNA s heterokromatinom, koji bi mogao biti bitan za njegovo funkcioniranje. U ovom kromatinu normalni histon H3 zamijenjen je histonom CENP-A specifičnim za centromeru (CENP-A je karakterističan za pekarski kvasac). S.cerevisiae, ali čini se da su slični specijalizirani nukleosomi prisutni u svim eukariotskim stanicama). Smatra se da je prisutnost CENP-A potrebna za sastavljanje kinetohora na centromeri i može igrati ulogu u epigenetskom nasljeđivanju lokacije centromere.

U nekim slučajevima, na primjer, u nematodi Caenorhabditis elegans, kod Lepidoptera, a također i kod nekih biljaka, kromosomi holocentričan. To znači da kromosom nema karakteristike primarno suženje- specifično mjesto na koje su pretežno vezani mikrotubuli fisijskog vretena. Kao rezultat toga, kinetohor je difuzne prirode, a mikrotubule se mogu pričvrstiti duž cijele duljine kromosoma.

centromerne aberacije

U nekim slučajevima, osoba je primijetila stvaranje dodatnih neocentromera. To se obično kombinira s inaktivacijom stare centromere, jer dicentrični kromosomi (kromosomi s dvije aktivne centromere) obično se uništavaju tijekom mitoze.

U nekim neuobičajenim slučajevima zabilježeno je spontano stvaranje neocentromera na fragmentima raspadnutih kromosoma. Neki od tih novih položaja izvorno su bili eukromatin i uopće nisu sadržavali alfa satelitsku DNK.

Funkcije

Centromera je uključena u spajanje sestrinskih kromatida, stvaranje kinetohora, konjugaciju homolognih kromosoma i uključena je u kontrolu ekspresije gena.

Upravo u području centromere povezuju se sestrinske kromatide u profazi i metafazi mitoze i homologni kromosomi u profazi i metafazi prve diobe mejoze. Na centromerama dolazi do stvaranja kinetohora: proteini koji se vežu za centromeru tvore točku pričvršćivanja mikrotubula fisijskog vretena u anafazi i telofazi mitoze i mejoze.

Odstupanja od normalnog funkcioniranja centromera dovode do problema u međusobnom rasporedu kromosoma u jezgri koja se dijeli, a posljedično i do poremećaja u procesu segregacije kromosoma (njihove raspodjele između stanica kćeri). Ovi poremećaji dovode do aneuploidije, koja može imati teške posljedice (npr. Downov sindrom kod ljudi, povezan s aneuploidijom (trisomijom) na 21. kromosomu).

Centromerna sekvenca

Kod većine eukariota centromera nema odgovarajući specifičan slijed nukleotida. Obično se sastoji od velikog broja ponavljanja DNK (npr. satelitske DNK) u kojima je slijed unutar pojedinačnih elemenata ponavljanja sličan, ali ne i identičan. Kod ljudi se glavna ponovljena sekvenca naziva α-satelit, ali postoji nekoliko drugih vrsta sekvenci u ovoj regiji. Međutim, utvrđeno je da nema dovoljno ponavljanja α-satelita za formiranje kinetohora i da su poznate funkcionalne centromere koje ne sadrže DNA α-satelita.

Nasljedstvo

Epigenetsko nasljeđe igra značajnu ulogu u određivanju položaja centromera u većini organizama. Kromosomi kćeri tvore centromere na istim mjestima kao i kromosomi majke, bez obzira na prirodu sekvence koja se nalazi u regiji centromere. Pretpostavlja se da mora postojati neki primarni način za određivanje položaja centromera, čak i ako je njegov položaj naknadno određen epigenetskim mehanizmima.

Struktura

DNA centromere obično predstavlja heterokromatin, koji može biti bitan za njezino funkcioniranje. U ovom kromatinu normalni histon H3 zamijenjen je histonom CENP-A specifičnim za centromeru (CENP-A je karakterističan za pekarski kvasac). S.cerevisiae, ali čini se da su slični specijalizirani nukleosomi prisutni u svim eukariotskim stanicama). Smatra se da je prisutnost CENP-A potrebna za sastavljanje kinetohora na centromeri i može igrati ulogu u epigenetskom nasljeđivanju lokacije centromere.

U nekim slučajevima, na primjer, u nematodi Caenorhabditis elegans, kod Lepidoptera, a također i kod nekih biljaka, kromosomi holocentričan. To znači da kromosom nema karakteristike primarno suženje- specifično mjesto na koje su pretežno vezani mikrotubuli fisijskog vretena. Kao rezultat toga, kinetohor je difuzne prirode, a mikrotubule se mogu pričvrstiti duž cijele duljine kromosoma.

centromerne aberacije

U nekim slučajevima, osoba je primijetila stvaranje dodatnih neocentromera. To se obično kombinira s inaktivacijom stare centromere, jer dicentrični kromosomi (kromosomi s dvije aktivne centromere) obično se uništavaju tijekom mitoze.

U nekim neuobičajenim slučajevima zabilježeno je spontano stvaranje neocentromera na fragmentima raspadnutih kromosoma. Neki od tih novih položaja izvorno su bili eukromatin i uopće nisu sadržavali alfa satelitsku DNK.

vidi također

Linkovi

Zaklada Wikimedia. 2010. godine.

Sinonimi:

• Amati
• Arhiva

Pogledajte što je "Centromere" u drugim rječnicima:

centromera- centromera... Pravopisni rječnik

centromera- kinetohor Rječnik ruskih sinonima. centromera imenica, broj sinonima: 1 kinetohor (1) ASIS rječnik sinonima. V.N. Trishin ... Rječnik sinonima

CENTROMERA- (od središte i grčki dio meros) (kinetohor) dio kromosoma koji drži zajedno njegove dvije niti (kromatide). Tijekom diobe centromeri usmjeravaju kretanje kromosoma prema polovima stanice ... Veliki enciklopedijski rječnik

CENTROMERA- Centromere, dio KROMOSOMA, koji se pojavljuje samo u procesu diobe stanice. Kada se kromosomi skrate tijekom MEJOZE ili MITOZE, centromeri se pojavljuju kao suženja koja ne sadrže nikakve gene. Uz njihovu pomoć, kromosomi su pričvršćeni na ... ... Znanstveni i tehnički enciklopedijski rječnik

CENTROMERA- (od lat. centrum, grč. kentron središnja točka, centar i grč. meros dio, udio), kinetohor, dio kromosoma koji kontrolira njegovo kretanje prema različitim polovima stanice tijekom mitoze ili mejoze; mjesto vezanja za niti kromosoma ... ... Biološki enciklopedijski rječnik

centromera- Ograničeno područje u kromosomu, uključujući mjesto pričvršćivanja vretena tijekom mitoze ili mejoze Biotehnološke teme EN centromera … Tehnički prevoditeljski priručnik

Centromera- * centromera * centromera ili kinetohor je konzervativna regija eukariotskog kromosoma, na koju su niti vretena (vidi) pričvršćene tijekom mitoze (vidi). DNA koja tvori C. sastoji se od tri domene (elementa) CDE I, CDE II i CDE III. CDE I i... Genetika. enciklopedijski rječnik

centromera- (od centra i grčkog dijela méros) (kinetohor), dio kromosoma koji drži zajedno njegove dvije niti (kromatide). Tijekom diobe centromeri usmjeravaju kretanje kromosoma prema polovima stanice. * * * CENTROMETAR CENTROMETAR (od centra (vidi DIREKTNU PLOČU) i ... enciklopedijski rječnik

centromera- centromera centromera. Dio monocentričnog kromosoma u kojem su sestrinske kromatide međusobno povezane i u čijem su području pričvršćene niti vretena koje osiguravaju kretanje kromosoma prema polovima diobe; obično centromerna područja ... ... Molekularna biologija i genetike. Rječnik.

centromera- centromera statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Pirminė chromosomos persmauga, prie kurios prisitvirtina achromatinės verpstės siūlai. atitikmenys: engl. centromera; kinetohor rus. kinetohor; centromera ... Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

ovisno o funkcionalnoj i fiziološka stanja stanica se može dijeliti različiti putevi. Metode podjele somatske stanice mitoza, amitoza ili endomitoza. spolne stanice udio mejozom.

Mitoza - Ne izravna podjela stanica, popraćeno spiralizacijom kromosoma. U mitozi postoji nekoliko faza:

I Profaza (od grčkog "pro" - prije, "faze" - izgled). Dolazi do spiralizacije i skraćivanja kromosoma. Jezgrica i jezgrina membrana nestaju, centrioli divergiraju prema polovima stanice i nastaje diobeno vreteno. Kromosomi se sastoje od dvije kromatide povezane centromerom. Profaza je najduža faza mitoze. Skup genetskog materijala - 2n 4s.

II Metafaza (od grčkog "meta" - sredina). Kromosomi, koji se sastoje od dvije kromatide, poredani su u ekvatorijalnoj ravnini stanice. Vlakna vretena pričvršćena su na centromere. U vretenu diobe razlikuju se dvije vrste niti: 1) kromosomske, povezane s primarnim suženjima kromosoma, 2) centrosomalne, koje povezuju polove diobe. Skup genetskog materijala u ovom trenutku je 2n 4s.

III Anafaza (od grčkog "ana" - gore). Najkraća faza diobe. Centromeri kromosoma se odvajaju, kromatide (kromosomi kćeri) se osamostaljuju. Vretenasta vlakna pričvršćena na centromere povlače kromosome kćeri na polove stanice. Skup genetskog materijala - 2n 2s.

IV Telofaza. Kromosomi, koji se sastoje od jedne kromatide, nalaze se na polovima stanice. Kromosomi se despiraliziraju (odmotavaju). Na svakom polu oko kromosoma formiraju se jezgrina ovojnica i jezgrice. Niti fisijskog vretena se raspadaju. Citoplazma stanice je podijeljena (citokineza = citotomija). Nastaju dvije stanice kćeri. Skup genetskog materijala stanica kćeri je 2n 2s.

Podjela citoplazme stezanjem u različitim stanicama odvija se na različite načine. U životinjskim stanicama, invaginacija citoplazmatske membrane tijekom stanične diobe događa se od rubova prema središtu. U biljnim stanicama u središtu se stvara pregrada koja se zatim povećava prema stjenkama stanice.

biološki značaj mitoza. Kao rezultat mitoze dolazi do točne raspodjele genetskog materijala između dviju stanica kćeri. Stanice kćeri dobivaju isti set kromosoma koji je imala matična stanica – diploidne. Mitoza održava konstantnost broja kromosoma u nizu generacija i služi stanični mehanizam rast, razvoj organizma, regeneracija i nespolno razmnožavanje. Mitoza je osnova nespolnog razmnožavanja organizama. Broj stanica kćeri nastalih tijekom mitoze je 2.

Amitoza(od grčkog "a" - negacija, "mitos" - nit) - izravna dioba stanica, u kojoj je jezgra u međufaznom stanju. Kromosomi se ne otkrivaju. Dioba počinje promjenama u jezgrici. Velike jezgrice podijeljene su stezanjem. Nakon toga slijedi dioba jezgre. Jezgra može biti podijeljena samo jednim suženjem ili fragmentirana. Dobivene jezgre kćeri mogu biti nejednake veličine.

Da. amitoza dovodi do pojave dviju stanica s jezgrama različite veličine i broja. Često nakon amitoze ne nastaju dvije stanice, tj. nakon nuklearne fisije ne dolazi do odvajanja citoplazme (citokineza). 2 i nastaju višejezgrene stanice. Amitoza se javlja u zastarjelim, degenerirajućim somatske stanice.

Endomitoza- proces u kojem udvostručenje kromosoma u stanici nije popraćeno diobom jezgre. Kao rezultat toga, broj kromosoma u stanici se umnožava, ponekad i desetke puta u usporedbi s izvornim brojem. Endomitoza se javlja u stanicama koje intenzivno funkcioniraju.

Ponekad se reprodukcija kromosoma događa bez povećanja njihovog broja u stanici. Svaki se kromosom mnogo puta udvostruči, ali kromosomi kćeri ostaju međusobno povezani (fenomen politenije). Kao rezultat toga nastaju divovski kromosomi.

Mejoza - poseban oblik stanične diobe, u kojem haploidne stanice kćeri nastaju iz diploidnih majčinih spolnih stanica. Spajanje muških i ženskih haploidnih zametnih stanica tijekom oplodnje dovodi do pojave zigote s diploidnim skupom kromosoma. Kao rezultat toga, organizam kćer koji se razvija iz zigote ima isti diploidni kariotip kao i organizam majke.

Mejoza uključuje dvije uzastopne diobe.

I mejotička dioba naziva se redukcija. Uključuje 4 faze.

Profaza I. Najduža faza. Uvjetno je podijeljen u 5 faza.

1) Leptoten. Jezgra je povećana. Započinje spiralizacija kromosoma od kojih se svaki sastoji od dvije kromatide.

2) Zigoten. Dolazi do konjugacije homolognih kromosoma. Homologni kromosomi su oni koji imaju isti oblik i veličinu. Kromosomi se cijelom dužinom međusobno privlače i spajaju.

3) pahiten. Završava konvergencija kromosoma. Udvostručeni kromosomi nazivaju se bivalenti. Građeni su od 4 kromatide. Broj bivalenata = haploidni skup kromosoma stanice. Spiralizacija kromosoma se nastavlja. Bliski kontakt između kromatida omogućuje razmjenu identičnih regija u homolognim kromosomima. Taj se fenomen naziva crossing over (križanje kromosoma).

4) Diploten. Javljaju se sile odbijanja kromosoma. Kromosomi koji čine bivalente počinju se međusobno udaljavati. Istovremeno, oni ostaju međusobno povezani na nekoliko točaka - kijazmi. Na tim mjestima može doći do križanja. Dolazi do daljnje spiralizacije i skraćivanja kromosoma.

5) dijakineza. Odbijanje kromosoma se nastavlja, ali oni na svojim krajevima ostaju dvovalentni. Jezgrica i nuklearna membrana se otapaju, filamenti fisijskog vretena divergiraju prema polovima. Skup genetskog materijala - 2n 4s.

Metafaza I Bivalenti kromosoma smješteni su duž ekvatora stanice, tvoreći metafaznu ploču. Na njih su pričvršćena vlakna vretena. Skup genetskog materijala - 2n 4c.

Anafaza I Kromosomi se odvajaju prema polovima stanice. Samo jedan od para homolognih kromosoma dolazi do polova. Skup genetskog materijala - 1n 2s.

Telofaza I. Broj kromosoma na svakom polu stanice postaje haploidan. Kromosomi se sastoje od dvije kromatide. Na svakom polu formira se nuklearna membrana oko skupine kromosoma, kromosomi se despiraliziraju i jezgra postaje interfazna. Skup genetskog materijala - 1n 2s.

Nakon telofaze I počinje citokineza u životinjskoj stanici, a stvaranje stanične stijenke u biljnoj stanici.

Interfaza II nalaze samo u životinjskim stanicama. Ne postoji duplikacija DNK.

II mejotička dioba naziva se ekvatorijalna. To je poput mitoze. Razlika od mitoze je u tome što od kromosoma koji imaju dvije kromatide nastaju kromosomi koji se sastoje od jedne kromatide. II mejotička dioba razlikuje se od mitoze i po tome što se u stanici tijekom diobe stvaraju dvije skupine kromosoma i prema tome dva diobena vretena. Skup genetskog materijala u profazi II - 1n 2s, počevši od metafaze II - 1n 1s.

Biološki značaj mejoze. To dovodi do smanjenja broja kromosoma za pola, što određuje postojanost vrsta na Zemlji. Kad se broj kromosoma ne bi smanjio, tada bi u svakoj sljedećoj generaciji došlo do povećanja broja kromosoma za faktor dva. Omogućuje heterogenost gameta prema sastavu gena (crossing-over se može dogoditi u profazi, slobodna rekombinacija kromosoma može se dogoditi u metafazi). Slučajni susret spolnih stanica (= gameta) - spermija i jajne stanice s različitim skupom gena uzrokuje kombinativnu varijabilnost. Geni roditelja se spajaju tijekom oplodnje, pa njihova djeca mogu imati znakove koje roditelji nisu imali. Broj formiranih stanica je 4.

Svi kromosomi imaju dva ramena i stanjeno područje koje se nalazi između njih - centromera, odnosno primarna konstrikcija. U području primarne konstrikcije nalazi se kinetohor- ravna struktura, čiji proteini, u interakciji s mikrotubulama diobenog vretena, osiguravaju kretanje kromosoma tijekom stanične diobe.

Struktura metafaznog kromosoma:5 - centromera; 6 - sekundarna konstrikcija; 7 - satelit; 8 - kromatide; 9 - telomeri.

1 - metacentrični; 2 - submetacentrični; 3, 4 - akrocentrično.

Metafazni kromosom sastoji se od dvije kromatide. Svaki kromosom ima primarna konstrikcija (centromera)(5), koji dijeli kromosom na krakove.

Centromera (primarno istezanje) - dio kromosoma karakteriziran specifičnim nukleotidnim slijedom i strukturom. Centromera sudjeluje u povezivanju sestrinskih kromatida, stvaranju kinetohora, konjugaciji homolognih kromosoma, te je uključena u kontrolu ekspresije gena.

Upravo u području centromere povezuju se sestrinske kromatide u profazi i metafazi mitoze i homologni kromosomi u profazi i metafazi prve diobe mejoze. Na centromerama dolazi do stvaranja kinetohora: proteini koji se vežu za centromeru tvore točku pričvršćivanja mikrotubula fisijskog vretena u anafazi i telofazi mitoze i mejoze.

Odstupanja od normalnog funkcioniranja centromera dovode do problema u međusobnom rasporedu kromosoma u jezgri koja se dijeli, a posljedično i do poremećaja u procesu segregacije kromosoma (njihove raspodjele između stanica kćeri). Ovi poremećaji dovode do aneuploidije, koja može imati teške posljedice (npr. Downov sindrom kod ljudi, povezan s aneuploidijom (trisomijom) na 21. kromosomu).

Kada govorimo o morfologiji kromosoma, uzimaju se u obzir sljedeće značajke: položaj centromera, duljina krakova, prisutnost sekundarne konstrikcije i satelita.

Ovisno o položaju centromera u ljudskom kariotipu, razlikuju se kromosomi tri vrste :

1. Metacentrični, jednakokraki kromosomi: primarno suženje (centromera) nalazi se u središtu (u sredini) kromosoma, kromosomski kraci su isti.

2. Submetacentrični, kromosomi gotovo jednakih krakova: centromera se nalazi nedaleko od sredine kromosoma, krakovi kromosoma malo se razlikuju po duljini.

3. Akrocentrični, vrlo nejednaki kromosomi: centromera je jako udaljena od središta (sredine) kromosoma, krakovi kromosoma značajno se razlikuju po duljini.

Kratki krak je označen slovom -

Duga ruka je označena slovom -

Neki kromosomi imaju sekundarno suženje(6) i satelit( satelit) (7).

Sekundarno suženje- segment kromosoma koji povezuje satelit s tijelom kromosoma. U području sekundarne konstrikcije nalaze se geni ribosomske RNA, dolazi do sinteze rRNA, formiranja i sastavljanja jezgrice. Takvo sekundarno suženje se stoga naziva i nukleolarni organizator.Sekundarna suženja mogu biti na dugom kraku nekih kromosoma, a na kratkom kraku drugih.

Sekundarna konstrikcija razlikuje se od primarne odsutnošću vidljivog kuta između segmenata kromosoma.

Kod ljudi kromosomi imaju sekundarno suženje 9, 13, 14, 15, 21 i 22.

Satelit ( satelit) - ovo je kromosomski segment, najčešće heterokromatski, smješten distalno od sekundarne konstrikcije. Prema klasičnim definicijama, satelit je kuglasto tijelo promjera jednakog ili manjeg od promjera kromosoma, koje je s kromosomom povezano tankom niti. Postoje sljedeće 5 vrsta satelita:

mikrosateliti- sferoidni oblik, mali sateliti promjera polovice ili čak manje od promjera kromosoma;

makrosateliti– prilično veliki oblici satelita s promjerom većim od polovice promjera kromosoma;

linearni- sateliti koji imaju oblik dugog segmenta kromosoma. Sekundarno suženje je znatno udaljeno od krajnjeg kraja;

terminal- sateliti smješteni na kraju kromosoma;

interkalarni su sateliti smješteni između dva sekundarna suženja.

Kromosomi koji imaju suputnika nazivaju se satelit, obično se nazivaju SAT kromosomi. Oblik, veličina satelita i nit koja ga povezuje konstantni su za svaki kromosom.

Satelit zajedno sa sekundarnim suženjem čini satelitsko područje.

Krajevi kromosoma nazivaju se telomeri (9).

Telomeri(od drugog grčkog τέλος - kraj i μέρος - dio) - terminalni dijelovi kromosoma. Telomerne regije kromosoma karakterizirane su nedostatkom sposobnosti povezivanja s drugim kromosomima ili njihovim fragmentima i obavljanja zaštitne funkcije.

Pojam "telomera" predložio je G. Möller 1932. godine.

Kod ljudi, DNA telomerne regije je opetovano ponovljena nukleotidna sekvenca 5 "TTAGGG 3" u jednom od nukleotidnih lanaca DNA.

Funkcije kromosoma:

1) pohranjivanje nasljednih informacija,

2) implementacija nasljedne informacije,

3) prijenos genetskog materijala iz stanice majke u kćer.

Pravila kromosoma

1. Konstantnost broja. Somatske stanice organizma svake vrste imaju strogo određeni broj kromosoma (kod ljudi -46, kod mačaka - 38, kod muha Drosophila - 8, kod pasa -78, kod kokoši -78).

2. Uparivanje. Svaki kromosom u somatskim stanicama s diploidnim sklopom ima isti homologni (isti) kromosom, identičan po veličini, obliku, ali nejednakog porijekla: jedan od oca, drugi od majke.

3. Individualnost. Svaki par kromosoma razlikuje se od drugog para po veličini, obliku, izmjeni svijetlih i tamnih pruga.

4. Kontinuitet. Prije stanične diobe, DNA se udvostručuje i rezultat su 2 sestrinske kromatide. Nakon diobe jedna kromatida ulazi u stanice kćeri i, tako, kromosomi su kontinuirani - iz kromosoma nastaje kromosom.

Centromera je dio kromosoma karakteriziran specifičnim nukleotidnim slijedom i strukturom. Centromera igra važnu ulogu u diobi stanične jezgre i u kontroli ekspresije gena (proces kojim se nasljedne informacije iz gena pretvaraju u funkcionalni proizvod- RNA ili protein).

Centromera sudjeluje u povezivanju sestrinskih kromatida, stvaranju kinetohora (proteinske strukture na kromosomu na koju su pričvršćena vlakna fisijskih vretena tijekom stanične diobe), konjugaciji homolognih kromosoma, te je uključena u kontrolu gena izraz.

Upravo u području centromere povezuju se sestrinske kromatide u profazi i metafazi mitoze i homologni kromosomi u profazi i metafazi prve diobe mejoze. Na centromerama dolazi do stvaranja kinetohora: proteini koji se vežu za centromeru tvore točku pričvršćivanja mikrotubula fisijskog vretena u anafazi i telofazi mitoze i mejoze.

Odstupanja od normalnog funkcioniranja centromera dovode do problema u međusobnom rasporedu kromosoma u jezgri koja se dijeli, a posljedično i do poremećaja u procesu segregacije kromosoma (njihove raspodjele između stanica kćeri). Ovi poremećaji dovode do aneuploidije, koja može imati teške posljedice (npr. Downov sindrom kod ljudi, povezan s aneuploidijom (trisomijom) na 21. kromosomu). Kod većine eukariota centromera nema odgovarajući specifičan slijed nukleotida. Obično se sastoji od velikog broja ponavljanja DNK (npr. satelitske DNK) u kojima je slijed unutar pojedinačnih elemenata ponavljanja sličan, ali ne i identičan.

Kromosomi kćeri tvore centromere na istim mjestima kao i kromosomi majke, bez obzira na prirodu sekvence koja se nalazi u regiji centromere.

38. B– kromosomi

Kromosom koji je u kromosomskoj garnituri veći od normalnog diploidnog broja kromosoma prisutan je u kariotipu samo kod određenih pojedinaca u populaciji.; B-kromosomi su poznati u mnogim biljkama i (nešto rjeđe) u životinjama, njihov broj može značajno varirati (od 1 do nekoliko desetaka); često se B kromosomi sastoje od heterokromatina (ali mogu sadržavati - očito sekundarno - eukromatin) i genetski su pasivni, iako mogu imati nuspojave - npr. kod insekata prisutnost B kromosoma često uzrokuje povećanu aberaciju spermija; u staničnoj diobi mogu biti stabilni, ali češće nestabilni (ponekad mitotički stabilni, ali nestabilni u mejozi, gdje često tvore univalente); povremeno su B kromosomi izokromosomi; mehanizmi nastanka B-kromosoma su različiti - fragmentacija, heterokromatinizacija dodatnih kromosoma nakon pogrešne anafazne divergencije itd. Pretpostavlja se da se B kromosomi postupno gube u somatskim stanicama kao rezultat njihova nepravilnog nasljeđivanja.

39 - Politenski kromosomi

Divovski interfazni kromosomi koji nastaju u nekim tipovima specijaliziranih stanica kao rezultat dvaju procesa: prvo, višestruke replikacije DNA, koja nije popraćena staničnom diobom, i drugo, lateralne konjugacije kromatida. Stanice koje imaju politenske kromosome gube sposobnost diobe, diferenciraju se i aktivno luče, odnosno politenizacija kromosoma je način povećanja broja kopija gena za sintezu produkta. Politenski kromosomi mogu se uočiti u Diptera, u biljkama u stanicama povezanim s razvojem embrija, u cilijatima tijekom formiranja makronukleusa. Politenski kromosomi značajno se povećavaju, što ih čini lakšim za promatranje i što je omogućilo proučavanje aktivnosti gena 1930-ih godina. Temeljna razlika u odnosu na druge tipove kromosoma je u tome što su politenski kromosomi interfazni, dok se svi ostali mogu uočiti tek tijekom mitotičke ili mejotičke stanične diobe.

Klasičan primjer su divovski kromosomi u stanicama ličinki žlijezda slinovnica Drosophila melanogaster (Drosophila melanogaster).Replikacija DNA u tim stanicama nije popraćena staničnom diobom, što dovodi do nakupljanja novoizgrađenih DNA lanaca. Ove niti su međusobno čvrsto povezane duž duljine. Osim toga, somatska sinapsa homolognih kromosoma događa se u žlijezdama slinovnicama, to jest, ne samo da se sestrinske kromatide međusobno konjugiraju, već i homologni kromosomi svakog para međusobno konjugiraju. Tako se u stanicama žlijezda slinovnica može uočiti haploidan broj kromosoma

40 - Lampbrush kromosomi

Lampbrush kromosomi, koje je prvi otkrio W. Flemming 1882. godine, poseban su oblik kromosoma koji dobivaju u rastućim oocitima (ženskim spolnim stanicama) većine životinja, s izuzetkom sisavaca. Ovo je divovski oblik kromosoma koji se javlja u mejotičkim ženskim stanicama u fazi diplotene profaze I kod nekih životinja, posebice kod nekih vodozemaca i ptica.

U rastućim oocitima svih životinja osim sisavaca, tijekom produženog diplotenskog stadija profaze mejoze I, aktivna transkripcija mnogih sekvenci DNA dovodi do transformacije kromosoma u kromosome u obliku četkica za čišćenje stakala petrolejskih lampi (kromosomi tipa četke za lampe). Oni su visoko dekondenzirani polubivalenti koji se sastoje od dvije sestrinske kromatide. Lampbrush kromosomi mogu se promatrati svjetlosnim mikroskopom, pokazujući da su organizirani kao niz kromomera (sadrže kondenzirani kromatin) i uparenih bočnih petlji koje izlaze iz njih (sadrže transkripcijski aktivan kromatin).

Lampbrush kromosomi vodozemaca i ptica mogu se izolirati iz jezgre oocita pomoću mikrokirurških postupaka.

Ovi kromosomi proizvode ogromnu količinu RNA sintetiziranu na bočnim petljama. Zbog svoje gigantske veličine i izražene organizacije kromomerne petlje, kromosomi u obliku svjetiljke desetljećima su služili kao prikladan model za proučavanje organizacije kromosoma, funkcioniranja genetskog aparata i regulacije ekspresije gena tijekom profaze mejoze I. Osim toga, kromosomi ovog tipa naširoko se koriste za mapiranje sekvenci DNA s visokim stupnjem razlučivosti, proučavanje fenomena transkripcije tandemskih ponavljanja DNA koji ne kodiraju proteine, analiziranje distribucije kijazmi itd.