Encyklopedický YouTube

1 / 3

Chromozómy, chromatidy, chromatín atď.

ZNO Biológia Chromozómy jadrového génu

Gény, DNA a chromozómy

titulky

Pred ponorením do mechanizmu bunkové delenie , Myslím, že bude užitočné porozprávať sa o slovnej zásobe súvisiacej s DNA. Existuje veľa slov a niektoré z nich znejú podobne. Môžu byť mätúce. Najprv by som chcel hovoriť o tom, ako DNA vytvára viac DNA, vytvára svoje kópie alebo ako vytvára proteíny vo všeobecnosti. Už sme o tom hovorili vo videu o DNA. Dovoľte mi nakresliť malú časť DNA. Mám A, G, T, nech mám dve T a potom dve C. Taká malá plocha. Pokračuje to takto. Samozrejme je to dvojitá špirála. Každé písmeno má svoje. Natriem ich touto farbou. Takže A zodpovedá T, G zodpovedá C, (presnejšie, G tvorí vodíkové väzby s C), T - s A, T - s A, C - s G, C - s G. Celá táto špirála sa tiahne napr. napríklad v tomto smere. Existuje teda niekoľko rôznych procesov, ktoré táto DNA musí vykonať. Jeden z nich súvisí s vašimi telesnými bunkami – je potrebné produkovať viac kožných buniek. Vaša DNA sa musí skopírovať. Tento proces sa nazýva replikácia. Replikujete DNA. Ukážem vám replikáciu. Ako sa môže táto DNA skopírovať? Toto je jedna z najpozoruhodnejších vlastností štruktúry DNA. Replikácia. Robím všeobecné zjednodušenie, ale myšlienka je taká, že dve vlákna DNA sa oddelia a nedeje sa to samo od seba. To je uľahčené množstvom bielkovín a enzýmov, ale o mikrobiológii sa podrobne porozprávam v inom videu. Takže tieto reťazce sú od seba oddelené. Presuniem reťaz sem. Oddeľujú sa od seba. Vezmem ďalšiu reťaz. Tento je príliš veľký. Táto reťaz bude vyzerať asi takto. Oddeľujú sa od seba. Čo sa môže stať po tomto? Tu a tu odstránim nadbytočné kúsky. Takže tu je naša dvojitá špirála. Všetci boli prepojení. Toto sú páry báz. Teraz sú od seba oddelení. Čo môže každý z nich robiť po rozchode? Teraz sa môžu stať maticou jeden pre druhého. Pozri... Ak je toto vlákno samo o sebe, zrazu môže prísť tymínová báza a pripojiť sa sem a tieto nukleotidy sa začnú zoraďovať. Tymín a cytozín a potom adenín, adenín, guanín, guanín. A tak to ide ďalej. A potom, v tejto ďalšej časti, na zelenej retiazke, ktorá bola predtým pripevnená k tejto modrej, sa stane to isté. Bude tam adenín, guanín, tymín, tymín, cytozín, cytozín. Čo sa práve stalo? Delením a priťahovaním komplementárnych báz sme vytvorili kópiu tejto molekuly. V budúcnosti sa pozrieme na túto mikrobiológiu, je to len pre Všeobecná myšlienka o tom, ako sa DNA kopíruje. Najmä keď sa pozrieme na mitózu a meiózu, môžem povedať: "Toto je štádium, v ktorom dochádza k replikácii." Teraz ďalší proces, o ktorom budete veľa počuť. Hovoril som o tom vo videu o DNA. Toto je prepis. Vo videu DNA som nevenoval veľkú pozornosť tomu, ako sa DNA duplikuje, ale jedna z úžasných vecí na dvojvláknovom dizajne je, že sa môže ľahko duplikovať. Jednoducho oddelíte 2 pásiky, 2 špirálky a potom sa stanú šablónou pre ďalšiu retiazku a potom sa objaví kópia. Teraz k prepisu. To je to, čo sa musí stať s DNA, aby sa vytvorili proteíny, ale transkripcia je medzikrok. Toto je fáza, v ktorej prechádzate od DNA k mRNA. Táto mRNA potom opúšťa bunkové jadro a ide do ribozómov. Porozprávam sa o tom za pár sekúnd. Takže môžeme urobiť to isté. Tieto reťazce sú opäť oddelené počas transkripcie. Jeden sa oddelí tu a druhý sa oddelí... a druhý sa oddelí tu. úžasné. Možno by malo zmysel použiť iba jednu polovicu reťaze - jednu odstránim. Tadiaľto. Ideme prepísať zelenú časť. Tu je. Toto všetko vymažem. Nesprávna farba. Takže toto všetko mažem. Čo sa stane, ak namiesto párovania nukleotidov deoxyribonukleovej kyseliny s týmto reťazcom DNA sa páruje ribonukleová kyselina alebo RNA. Zobrazím RNA fialovou farbou. RNA sa spáruje s DNA. Tymín nájdený v DNA sa bude párovať s adenínom. Guanín, teraz keď hovoríme o RNA, namiesto tymínu budeme mať uracil, uracil, cytozín, cytozín. A toto bude pokračovať. Toto je mRNA. Messenger RNA. Teraz sa oddeľuje. Táto mRNA sa oddelí a opustí jadro. Opúšťa jadro a potom nastáva translácia. Vysielanie. Zapíšme si tento termín. Vysielanie. Pochádza z mRNA... Vo videu o DNA som mal malú tRNA. Transferová RNA bola ako kamión prevážajúci aminokyseliny do mRNA. To všetko sa deje v časti bunky nazývanej ribozóm. K translácii dochádza z mRNA na proteín. Toto sme videli. Takže od mRNA k proteínu. Máte túto retiazku - urobím kópiu. Skopírujem celú reťaz naraz. Toto vlákno sa oddelí, opustí jadro a potom máte tieto malé tRNA nákladné autá, ktoré skutočne vytiahnu, takpovediac. Povedzme teda, že mám tRNA. Pozrime sa na adenín, adenín, guanín a guanín. Toto je RNA. Toto je kodón. Kodón má 3 páry báz a k nemu pripojenú aminokyselinu. Máte nejaké ďalšie časti tRNA. Povedzme uracil, cytozín, adenín. A k nemu pripojená ďalšia aminokyselina. Aminokyseliny sa potom spoja a vytvoria dlhý reťazec aminokyselín, ktorým je proteín. Proteíny tvoria tieto zvláštne zložité tvary. Aby ste sa uistili, že rozumiete. Začnime s DNA. Ak vytvoríme kópie DNA, ide o replikáciu. Replikujete DNA. Takže, ak vytvoríme kópie DNA, ide o replikáciu. Ak začnete s DNA a vytvoríte mRNA zo šablóny DNA, ide o transkripciu. Poďme si to zapísať. "Prepis". To znamená, že prepisujete informácie z jedného formulára do druhého – prepis. Teraz, keď mRNA opúšťa jadro bunky... nakreslím obrázok bunky, aby som to zdôraznil. Štruktúrou bunky sa budeme zaoberať v budúcnosti. Ak toto celá bunka, jadro je stred. Tu je všetka DNA, tu prebieha všetka replikácia a transkripcia. Potom mRNA opustí jadro a následne dôjde k translácii v ribozómoch, ktorej sa budeme podrobnejšie venovať v budúcnosti, a vzniká proteín. Takže z mRNA na proteín je translácia. Vysielate z genetický kód, do takzvaného proteínového kódu. Tak toto je vysielanie. Toto sú presne tie slová, ktoré sa bežne používajú na opis týchto procesov. Pomenovaním rôznych procesov sa uistite, že ich používate správne. Teraz ďalšia časť terminológie DNA. Keď som ju prvýkrát stretol, zistil som, že je mimoriadne mätúca. Slovo je "chromozóm". Slová sem zapíšem – sami vidíte, aké sú mätúce: chromozóm, chromatín a chromatída. Chromatid. Takže, chromozóm, už sme o ňom hovorili. Môžete mať reťazec DNA. Toto je dvojitá špirála. Táto retiazka, ak ju zväčším, sú vlastne dve rôzne retiazky. Majú spojené páry báz. Len som nakreslil základné páry spojené dohromady. Chcem objasniť, že som tu nakreslil túto malú zelenú čiaru. Toto je dvojitá špirála. Ovíja sa okolo proteínov nazývaných históny. Históny. Nech to dopadne takto a nejako tak a potom nejako takto. Tu máte látky nazývané históny, čo sú bielkoviny. Nakreslíme ich takto. Páči sa ti to. Toto je štruktúra, teda DNA v kombinácii s proteínmi, ktoré ju štrukturujú, čo ju núti zabaliť sa ďalej a ďalej. V konečnom dôsledku sa v závislosti od štádia života bunky vytvoria rôzne štruktúry. A keď hovoríte o nukleovej kyseline, čo je DNA, a kombinujete ju s proteínmi, hovoríte o chromatíne. To znamená, že chromatín je DNA plus štrukturálne proteíny, ktoré dávajú DNA jej tvar. Štrukturálne proteíny. Myšlienka chromatínu bola prvýkrát použitá kvôli tomu, čo ľudia videli, keď sa pozreli na bunku... Pamätáte si? Zakaždým som nakreslil bunkové jadro určitým spôsobom. Tak povediac. Toto je jadro bunky. Nakreslil som veľmi jasne viditeľné štruktúry. Toto je jedno, toto je ďalšie. Možno je kratší a má homológny chromozóm. Nakreslil som chromozómy, však? A každý z týchto chromozómov, ako som ukázal v poslednom videu, sú v podstate dlhé štruktúry DNA, dlhé reťaze DNA tesne omotaná okolo seba. Nakreslil som to nejako takto. Ak priblížime, vidíme jednu reťaz a v skutočnosti je takto omotaná okolo seba. Toto je jeho homológny chromozóm. Pamätajte, že vo videu o variabilite som hovoril o homológnom chromozóme, ktorý kóduje rovnaké gény, no ich inú verziu. Modrá je od otca a červená od mamy, ale v podstate kódujú rovnaké gény. Takže toto je jeden reťazec, ktorý som dostal od môjho otca s DNA tejto štruktúry, nazývame ju chromozóm. Takže chromozóm. Chcem to objasniť, DNA nadobúda túto formu len v určitých životných štádiách, keď sa sama rozmnožuje, t.j. replikované. Presnejšie, nie tak... Keď sa bunka delí. Predtým, ako je bunka schopná sa deliť, DNA nadobudne tento dobre definovaný tvar. Väčšina V živote bunky, keď DNA robí svoju prácu, keď vytvára proteíny, čiže proteíny sa prepisujú a prekladajú z DNA, sa takto neposkladá. Ak by bola zložená, pre replikačný a transkripčný systém by bolo ťažké dostať sa k DNA, vytvoriť proteíny a urobiť čokoľvek iné. Zvyčajne DNA... Dovoľte mi znova nakresliť jadro. Najčastejšie to nemôžete vidieť ani bežným svetelným mikroskopom. Je taká tenká, že celá špirála DNA je úplne rozložená v jadre. Toto kreslím tu, môže tu byť ďalší. A potom máte takto kratšiu reťaz. Ani to nevidno. Nie je v tejto dobre definovanej štruktúre. Zvyčajne to vyzerá takto. Nech je taká krátka reťaz. Môžete vidieť len taký neporiadok, ktorý tvorí spleť kombinácií DNA a proteínov. To je to, čo ľudia vo všeobecnosti nazývajú chromatín. Toto si treba zapísať. "Chromatín" Takže slová môžu byť veľmi nejednoznačné a veľmi mätúce, ale všeobecné použitie je, keď hovoríte o dobre definovanom jedinom reťazci DNA, presne definovanej štruktúre, ako je táto, je to chromozóm. Termín chromatín sa môže vzťahovať buď na štruktúru, ako je chromozóm, kombináciu DNA a proteínov, ktoré ho štruktúrujú, alebo na poruchu mnohých chromozómov, ktoré obsahujú DNA. To znamená, že z mnohých chromozómov a proteínov zmiešaných dohromady. Chcem, aby to bolo jasné. Teraz ďalšie slovo. Čo je chromatid? Len pre prípad, že som to ešte neurobil... Nepamätám si, či som to označil. Tieto proteíny, ktoré poskytujú štruktúru chromatínu alebo tvoria chromatín a tiež poskytujú štruktúru, sa nazývajú "históny". Existujú rôzne typy, ktoré poskytujú štruktúru na rôznych úrovniach, na ktoré sa pozrieme podrobnejšie. Čo je teda chromatid? Keď sa DNA replikuje... Povedzme, že to bola moja DNA, je v normálnom stave. Jedna verzia je od otca, jedna verzia je od mamy. Teraz je replikovaný. Otcova verzia na prvý pohľad vyzerá takto. Toto je veľké vlákno DNA. Vytvára ďalšiu verziu seba, ktorá je identická, ak systém funguje správne, a táto identická časť vyzerá takto. Spočiatku sú navzájom spojené. Sú navzájom spojené v mieste nazývanom centroméra. Teraz, aj keď tu mám 2 reťaze, spojené dohromady. Dve rovnaké reťaze. Jedna reťaz sem, jedna sem... Aj keď dovoľte mi ju vykresliť inak. V zásade sa to dá znázorniť rôznymi spôsobmi. Toto je jeden reťazec tu a toto je ďalší reťazec tu. To znamená, že máme 2 kópie. Kódujú presne rovnakú DNA. Takže tu to je. Sú identické, takže to stále nazývam chromozóm. Zapíšme si aj toto. Celá vec sa nazýva chromozóm, ale teraz sa každá jednotlivá kópia nazýva chromatid. Takže toto je jedna chromatida a toto je druhá. Niekedy sa nazývajú sesterské chromatidy. Môžu sa tiež nazývať dvojčaté chromatidy, pretože zdieľajú rovnakú genetickú informáciu. Tento chromozóm má teda 2 chromatidy. Teraz pred replikáciou alebo pred duplikáciou DNA môžete povedať, že tento chromozóm tu má jednu chromatidu. Môžete to nazvať chromatidou, ale nemusí to tak byť. Ľudia začínajú hovoriť o chromatidách, keď sú na chromozóme prítomné dve z nich. Dozvedáme sa, že pri mitóze a meióze sa tieto 2 chromatidy oddeľujú. Keď sa oddelia, reťazec DNA, ktorý ste kedysi nazývali chromatid, sa teraz bude nazývať samostatným chromozómom. Takže toto je jedna z nich a tu je ďalšia, ktorá sa mohla v tomto smere oddeliť. Toto zakrúžkujem zelenou farbou. Takže tento môže ísť tadiaľto a tento, ktorý som zakrúžkoval oranžovo, napríklad toto... Teraz, keď sú oddelené a už nie spojené centromérou, čo sme pôvodne nazývali jeden chromozóm s dvoma chromatidami, teraz volajte dva oddelené chromozómy. Alebo by ste mohli povedať, že teraz máte dva samostatné chromozómy, z ktorých každý pozostáva z jednej chromatidy. Dúfam, že sa tým veci trochu vyjasnia význam pojmov súvisiace s DNA. Vždy som ich považoval za dosť mätúce, ale budú užitočným nástrojom, keď začneme mitózu a meiózu a keď hovorím o tom, že sa z chromozómu stane chromatid. Budete sa pýtať, ako sa z jedného chromozómu stali dva chromozómy a ako sa z chromatidy stal chromozóm. Všetko sa točí okolo slovnej zásoby. Vybral by som si iný, namiesto toho, aby som ho nazval chromozóm a každý z týchto samostatných chromozómov, ale rozhodli sa nám to tak nazvať. Možno sa pýtate, odkiaľ pochádza toto slovo „chromý“. Možno poznáte starý film Kodak s názvom chromo color. V podstate „chromo“ znamená „farba“. Myslím, že to pochádza z gréckeho slova pre farbu. Keď sa ľudia prvýkrát pozreli na jadro bunky, použili farbivo a to, čo nazývame chromozómy, sa zafarbilo týmto farbivom. A mohli sme to vidieť pomocou svetelného mikroskopu. Časť "soma" pochádza zo slova "soma", čo znamená "telo", čo znamená, že dostaneme farebné telo. Takto sa objavilo slovo „chromozóm“. Chromatín sa tiež farbí... Dúfam, že to trochu objasní pojmy chromatid, chromozóm, chromatín a teraz sme pripravení študovať mitózu a meiózu.

Funkcie

Centroméra sa podieľa na spájaní sesterských chromatidov, tvorbe kinetochorov, konjugácii homológnych chromozómov a podieľa sa na riadení génovej expresie.

Práve v oblasti centroméry sú sesterské chromatidy spojené v profáze a metafáze mitózy a homológne chromozómy v profáze a metafáze prvého delenia meiózy. V centromérach dochádza k tvorbe kinetochórov: proteíny, ktoré sa viažu na centroméru, tvoria pripájací bod pre vretenové mikrotubuly v anafáze a telofáze mitózy a meiózy.

Odchýlky od normálneho fungovania centroméry vedú k problémom v relatívnu polohu chromozómov v deliacom jadre a v dôsledku toho - k narušeniam procesu segregácie chromozómov (ich distribúcie medzi dcérskymi bunkami). Tieto poruchy vedú k aneuploidii, ktorá môže mať ťažké následky(napríklad Downov syndróm u ľudí spojený s aneuploidiou (trizómiou) na chromozóme 21).

Centromerická sekvencia

Vo väčšine eukaryotov centroméra nemá zodpovedajúcu špecifickú nukleotidovú sekvenciu. Zvyčajne sa skladá z veľká kvantita Repetície DNA (ako je satelitná DNA), v ktorých je sekvencia v rámci jednotlivých prvkov opakovania podobná, ale nie identická. U ľudí sa hlavná opakujúca sa sekvencia nazýva α-satelit, ale v tejto oblasti existuje niekoľko ďalších typov sekvencií. Zistilo sa však, že α-satelitné repetície nestačia na tvorbu kinetochorov a že sú známe funkčné centroméry, ktoré neobsahujú α-satelitnú DNA.Heterochromatín, ktorý môže byť nevyhnutný pre jeho fungovanie. V tomto chromatíne je normálny histón H3 nahradený histónom špecifickým pre centroméru CENP-A (CENP-A je charakteristický pre pekárske droždie S. cerevisiae, ale zdá sa, že podobné špecializované nukleozómy sú prítomné vo všetkých eukaryotických bunkách). Predpokladá sa, že prítomnosť CENP-A je potrebná na zostavenie kinetochóru v centromére a môže hrať úlohu v epigenetickej dedičnosti umiestnenia centroméry.

V niektorých prípadoch, napríklad u háďatka Caenorhabditis elegans, v Lepidoptera, ako aj v niektorých rastlinách, chromozómy holocentrický. To znamená, že chromozóm nemá charakteristiku primárne zúženie- špecifická oblasť, ku ktorej sú prevažne pripojené vretenovité mikrotubuly. Výsledkom je, že kinetochory majú difúzny charakter a mikrotubuly sa môžu pripojiť po celej dĺžke chromozómu.

Centromérové ​​aberácie

V niektorých prípadoch osoba zaznamenala tvorbu ďalších neocentroméra. Toto sa zvyčajne kombinuje s inaktiváciou starej centroméry, od r dicentrický chromozómy (chromozómy s dvoma aktívnymi centromérami) sú zvyčajne zničené počas mitózy.

V niektorých neobvyklých prípadoch bola zaznamenaná spontánna tvorba neocentromér na fragmentoch zlomených chromozómov. Niektoré z týchto nových pozícií boli pôvodne zložené z euchromatínu a vôbec neobsahovali alfa satelitnú DNA.

Funkcie

Centroméra sa podieľa na spájaní sesterských chromatidov, tvorbe kinetochorov, konjugácii homológnych chromozómov a podieľa sa na riadení génovej expresie.

Práve v oblasti centroméry sú sesterské chromatidy spojené v profáze a metafáze mitózy a homológne chromozómy v profáze a metafáze prvého delenia meiózy. V centromérach sa tvoria kinetochory: proteíny, ktoré sa viažu na centroméru, tvoria v anafáze a telofáze mitózy a meiózy spojovací bod pre vretenové mikrotubuly.

Odchýlky od normálneho fungovania centroméry vedú k problémom v relatívnej polohe chromozómov v deliacom sa jadre a v dôsledku toho k narušeniu procesu segregácie chromozómov (ich distribúcie medzi dcérske bunky). Tieto poruchy vedú k aneuploidii, ktorá môže mať vážne následky (napríklad Downov syndróm u ľudí spojený s aneuploidiou (trizómiou) na chromozóme 21).

Centromerická sekvencia

Vo väčšine eukaryotov centroméra nemá zodpovedajúcu špecifickú nukleotidovú sekvenciu. Zvyčajne pozostáva z veľkého počtu opakovaní DNA (napr. satelitnej DNA), v ktorých je sekvencia v rámci jednotlivých prvkov opakovania podobná, ale nie identická. U ľudí sa hlavná opakujúca sa sekvencia nazýva α-satelit, ale v tejto oblasti existuje niekoľko ďalších typov sekvencií. Zistilo sa však, že opakovania α-satelitov nie sú dostatočné na tvorbu kinetochorov a že sú známe funkčné centroméry, ktoré neobsahujú DNA α-satelitu.

Dedičnosť

Epigenetická dedičnosť hrá významnú úlohu pri určovaní polohy centroméry u väčšiny organizmov. Dcérske chromozómy tvoria centroméry na rovnakých miestach ako materský chromozóm, bez ohľadu na povahu sekvencie umiestnenej v centromerickej oblasti. Predpokladá sa, že musí existovať nejaký primárny spôsob určenia polohy centroméry, aj keď jej umiestnenie následne určujú epigenetické mechanizmy.

Štruktúra

Centromérna DNA je zvyčajne reprezentovaná heterochromatínom, ktorý môže byť nevyhnutný pre jej fungovanie. V tomto chromatíne je normálny histón H3 nahradený histónom špecifickým pre centroméru CENP-A (CENP-A je charakteristický pre pekárske droždie S. cerevisiae, ale zdá sa, že podobné špecializované nukleozómy sú prítomné vo všetkých eukaryotických bunkách). Predpokladá sa, že prítomnosť CENP-A je potrebná na zostavenie kinetochóru v centromére a môže hrať úlohu v epigenetickej dedičnosti umiestnenia centroméry.

V niektorých prípadoch, napríklad u háďatka Caenorhabditis elegans, v Lepidoptera, ako aj v niektorých rastlinách, chromozómy holocentrický. To znamená, že chromozóm nemá charakteristiku primárne zúženie- špecifická oblasť, ku ktorej sú prevažne pripojené vretenovité mikrotubuly. Výsledkom je, že kinetochory majú difúzny charakter a mikrotubuly sa môžu pripojiť po celej dĺžke chromozómu.

Centromérové ​​aberácie

V niektorých prípadoch osoba zaznamenala tvorbu ďalších neocentroméra. Toto sa zvyčajne kombinuje s inaktiváciou starej centroméry, od r dicentrický chromozómy (chromozómy s dvoma aktívnymi centromérami) sú zvyčajne zničené počas mitózy.

V niektorých neobvyklých prípadoch bola zaznamenaná spontánna tvorba neocentromér na fragmentoch zlomených chromozómov. Niektoré z týchto nových pozícií boli pôvodne zložené z euchromatínu a vôbec neobsahovali alfa satelitnú DNA.

pozri tiež

Odkazy

Nadácia Wikimedia. 2010.

Synonymá:

• Amati
• Archív

Pozrite sa, čo je „Centromere“ v iných slovníkoch:

centroméra- centroméra... Slovník pravopisu-príručka

centroméra- kinetochore Slovník ruských synoným. centroméra podstatné meno, počet synoným: 1 kinetochore (1) ASIS Slovník synonym. V.N. Trishin... Slovník synonym

CENTROMERE- (zo stredu a gréckej meros časti) (kinetochore) úsek chromozómu, ktorý drží jeho dve vlákna (chromatidy) pohromade. Počas delenia centroméry usmerňujú pohyb chromozómov smerom k pólom bunky... Veľký encyklopedický slovník

CENTROMERE- CENTROMÉRA, časť CHROMOZÓMU, ktorá sa objavuje až pri procese delenia buniek. Pri kontrakcii chromozómov počas MEIÓZY alebo MITÓZY vznikajú centroméry ako zúženia, ktoré neobsahujú žiadne gény. S ich pomocou sa chromozómy pripájajú k... ... Vedecko-technický encyklopedický slovník

CENTROMERE- (z lat. centrum, gr. kentron stred, stred a gr. meros časť, podiel), kinetochór, úsek chromozómu, ktorý riadi jeho pohyb k rôznym pólom bunky počas mitózy alebo meiózy; miesto pripojenia vlákien k chromozómu... ... Biologický encyklopedický slovník

centroméra- Obmedzená zóna v chromozóme, vrátane miesta pripojenia vretena počas mitózy alebo meiózy. Biotechnologické témy EN centroméra ... Technická príručka prekladateľa

Centromere- *centroméra * centroméra alebo kinetochor konzervovaná oblasť eukaryotického chromozómu, ku ktorej sa pri mitóze pripájajú vlákna vretena (pozri). DNA, ktorá tvorí DNA, pozostáva z troch domén (prvkov) CDE I, CDE II a CDE III. CDE I a... genetika. encyklopedický slovník

centroméra- (zo stredu a gréckej časti méros) (kinetochore), úsek chromozómu, ktorý drží jeho dve vlákna (chromatidy) pohromade. Počas delenia centroméry usmerňujú pohyb chromozómov smerom k pólom bunky. * * * CENTROMETER CENTROMETER (od stredu (pozri PRIAMY OVLÁDANIE) a ... encyklopedický slovník

centroméra- centroméra centroméra. Časť monocentrického chromozómu, v ktorej sú sesterské chromatidy navzájom spojené a v oblasti ktorých sú pripevnené závity vretena, čím sa zabezpečuje pohyb chromozómov k deliacim pólom; zvyčajne pericentromerické oblasti...... Molekulárna biológia a genetika. Slovník.

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

V závislosti od funkčného a fyziologické stavy bunka sa môže deliť rôzne cesty. Metódy delenia somatické bunky: mitóza, amitóza alebo endomitóza. Pohlavné bunky deliť meiózou.

Mitóza - Nie priame delenie buniek, sprevádzaná špirálovitosťou chromozómov. V mitóze existuje niekoľko fáz:

I Prophase (z gréckeho „pro“ - predtým, „fázy“ - vzhľad). Dochádza k špirálovitosti a skracovaniu chromozómov. Jadierko a jadrový obal zmiznú, centrioly sa rozchádzajú k pólom bunky a vzniká vreteno. Chromozómy pozostávajú z dvoch chromatidov spojených centromérou. Profáza je najdlhšia fáza mitózy. Súbor genetického materiálu – 2n 4c.

II Metafáza (z gréckeho „meta“ - stred). Chromozómy pozostávajúce z dvoch chromatidov sú zoradené v rovníkovej rovine bunky. Vretenové vlákna sú pripojené k centromérom. V deliacom vretienku sú dva typy filamentov: 1) chromozomálne, spojené s primárnymi zúženiami chromozómov, 2) centrozomálne, spájajúce deliace póly. Súbor genetického materiálu je v súčasnosti 2n 4c.

III Anaphase (z gréckeho „ana“ - hore). Najkratšia fáza delenia. Centroméry chromozómov sa oddelia a chromatidy (dcérske chromozómy) sa osamostatnia. Vretienkové vlákna pripojené k centromérom ťahajú dcérske chromozómy k pólom bunky. Súbor genetického materiálu – 2n 2c.

IV Telofáza. Chromozómy pozostávajúce z jednej chromatidy sú umiestnené na póloch bunky. Chromozómy despirujú (odvíjajú sa). Na každom póle sa okolo chromozómov vytvorí jadrová membrána a jadierka. Závity vretena sa rozpadajú. Cytoplazma bunky je rozdelená (cytokinéza = cytotómia). Vzniknú dve dcérske bunky. Súbor genetického materiálu dcérskych buniek je 2n 2c.

Oddelenie cytoplazmy zúžením prebieha v rôznych bunkách odlišne. V živočíšnych bunkách dochádza pri delení buniek k invaginácii cytoplazmatickej membrány smerom dovnútra od okrajov do stredu. V rastlinných bunkách sa v strede vytvorí priečka, ktorá sa potom zväčšuje smerom k bunkovým stenám.

Biologický význam mitóza Výsledkom mitózy je presná distribúcia genetického materiálu medzi dve dcérske bunky. Dcérske bunky dostávajú rovnakú sadu chromozómov, akú mala materská bunka – diploidné. Mitóza zabezpečuje udržanie konštantného počtu chromozómov počas niekoľkých generácií a slúži bunkový mechanizmus rast, vývoj tela, regenerácia a nepohlavné rozmnožovanie. Mitóza je základom pre nepohlavné rozmnožovanie organizmov. Počet dcérskych buniek vytvorených počas mitózy je 2.

Amitóza(z gréckeho "a" - negácia, "mitos" - vlákno) - priame bunkové delenie, v ktorom je jadro v medzifázovom stave. Chromozómy nie sú detekované. Delenie začína zmenami v jadierkach. Veľké jadierka sú rozdelené zúžením. Následne sa jadro rozdelí. Jadro môže byť oddelené iba jedným zúžením alebo fragmentované. Výsledné dcérske jadrá môžu mať nerovnakú veľkosť.

To. amitóza vedie k objaveniu sa dvoch buniek s jadrami rôznej veľkosti a počtu. Často sa po amitóze nevytvoria dve bunky, t.j. Po delení jadra nedochádza k oddeleniu cytoplazmy (cytokinéze). 2 a vznikajú viacjadrové bunky. Amitóza sa vyskytuje pri starnutí, degenerácii somatické bunky.

Endomitóza- proces, pri ktorom zdvojenie chromozómov v bunke nie je sprevádzané delením jadra. V dôsledku toho sa počet chromozómov v bunke znásobí, niekedy aj desaťkrát v porovnaní s pôvodným počtom. Endomitóza sa vyskytuje v intenzívne fungujúcich bunkách.

Niekedy dochádza k reprodukcii chromozómov bez zvýšenia ich počtu v bunke. Každý chromozóm sa mnohokrát zdvojnásobí, ale dcérske chromozómy zostávajú navzájom spojené (fenomén polyténie). V dôsledku toho sa vytvárajú obrovské chromozómy.

meióza - špeciálna forma bunkového delenia, pri ktorej vznikajú haploidné dcérske bunky z diploidných materských zárodočných buniek. Fúzia samčích a samičích haploidných gamét počas oplodnenia vedie k vzniku zygoty s diploidnou sadou chromozómov. Výsledkom je, že dcérsky organizmus vyvíjajúci sa zo zygoty má rovnaký diploidný karyotyp, aký mal materský organizmus.

Meióza zahŕňa dve po sebe nasledujúce delenia.

Prvé meiotické delenie sa nazýva redukcia. Zahŕňa 4 etapy.

Profáza I. Najdlhšia etapa. Bežne sa delí na 5 etáp.

1) Leptotén. Jadro sa zvyšuje. Začína sa špirála chromozómov, z ktorých každý pozostáva z dvoch chromatidov.

2) zygotén. Dochádza ku konjugácii homológnych chromozómov. Homológne sú chromozómy, ktoré majú rovnaký tvar a veľkosť. Chromozómy sa priťahujú a priľnú k sebe po celej svojej dĺžke.

3) Pachytén. Konvergencia chromozómov končí. Dvojité chromozómy sa nazývajú bivalenty. Pozostávajú zo 4 chromatidov. Počet bivalentov = haploidná sada chromozómov bunky. Špiralizácia chromozómov pokračuje. Úzky kontakt medzi chromatidami umožňuje výmenu identických oblastí v homológnych chromozómoch. Tento jav sa nazýva cross over (kríženie chromozómov).

4) Diplotén. Vznikajú chromozómové odpudzujúce sily. Chromozómy, ktoré tvoria bivalenty, sa začnú od seba vzďaľovať. Zároveň zostávajú vo viacerých bodoch navzájom prepojené – chiasmata. V týchto miestach môže dôjsť k prekročeniu. Nastáva ďalšia špirála a skracovanie chromozómov.

5) Diakinéza. Odpudzovanie chromozómov pokračuje, ale zostávajú na svojich koncoch spojené do bivalentov. Jadierko a jadrový obal sa rozpúšťajú, filamenty vretienka sa rozchádzajú smerom k pólom. Súbor genetického materiálu – 2n 4c.

Metafáza I. Chromozómové bivalenty sú umiestnené pozdĺž rovníka bunky a tvoria metafázovú platňu. K nim sú pripevnené závity vretena. Súbor genetického materiálu – 2n 4c.

Anafáza I. Chromozómy sa pohybujú smerom k pólom bunky. Len jeden z páru homológnych chromozómov dosahuje póly. Súbor genetického materiálu – 1n 2c.

Telofáza I. Počet chromozómov na každom póle bunky sa stáva haploidným. Chromozómy sa skladajú z dvoch chromatidov. Na každom póle sa okolo skupiny chromozómov vytvorí jadrový obal, chromozómy sa despirujú a jadro sa stáva interfázou. Súbor genetického materiálu – 1n 2c.

Po telofáze I začína cytokinéza v živočíšnej bunke a tvorba bunkovej steny začína v rastlinnej bunke.

Medzifáza II nachádza len v živočíšnych bunkách. Nedochádza k duplikácii DNA.

Meiotické delenie II sa nazýva rovníkové delenie. Je to podobné ako pri mitóze. Rozdiel od mitózy je v tom, že z chromozómov, ktoré majú dve chromatidy, sa vytvoria chromozómy pozostávajúce z jednej chromatidy. Meiotické delenie II sa líši od mitózy tým, že počas delenia sa v bunke vytvoria dve skupiny chromozómov, a teda dve vretienka. Súbor genetického materiálu v profáze II je 1n 2c, počnúc metafázou II - 1n 1c.

Biologický význam meiózy. Vedie k zníženiu počtu chromozómov na polovicu, čo určuje stálosť druhov na Zemi. Ak by sa počet chromozómov neznížil, potom by sa v každej nasledujúcej generácii chromozómy zdvojnásobili. Zabezpečuje heterogenitu gamét v zložení génov (v profáze môže dôjsť ku kríženiu, v metafáze môže dôjsť k voľnej rekombinácii chromozómov). Náhodné stretnutie zárodočných buniek (=gamét) – spermie a vajíčka s odlišnou sadou génov – spôsobuje kombinačnú variabilitu. Gény rodičov sa pri oplodnení kombinujú, takže ich deti môžu vyvinúť vlastnosti, ktoré rodičia nemali. Počet vytvorených buniek je 4.

Všetky chromozómy majú dve ramená a stenčená oblasť medzi nimi - centroméra alebo primárne zúženie. V oblasti primárneho zúženia sa nachádza kinetochore- plochá štruktúra, ktorej bielkoviny v interakcii s mikrotubulmi vretienka zabezpečujú pohyb chromozómov pri delení buniek.

Štruktúra metafázového chromozómu:5 - centroméra; 6 - sekundárne zúženie; 7 - satelit; 8 - chromatidy; 9 - teloméry.

1 - metacentrický; 2 - submetacentrický; 3, 4 - akrocentrické.

Metafázový chromozóm pozostáva z dvoch chromatidov. Každý chromozóm má primárne zúženie (centroméra)(5), ktorá delí chromozóm na ramená.

Centromere (primárne zúženie) - oblasť chromozómu charakterizovaná špecifickou nukleotidovou sekvenciou a štruktúrou. Centroméra sa podieľa na spájaní sesterských chromatidov, tvorbe kinetochorov, konjugácii homológnych chromozómov a podieľa sa na riadení génovej expresie.

Práve v oblasti centroméry sú sesterské chromatidy spojené v profáze a metafáze mitózy a homológne chromozómy v profáze a metafáze prvého delenia meiózy. V centromérach sa tvoria kinetochory: proteíny, ktoré sa viažu na centroméru, tvoria v anafáze a telofáze mitózy a meiózy spojovací bod pre vretenové mikrotubuly.

Odchýlky od normálneho fungovania centroméry vedú k problémom v relatívnej polohe chromozómov v deliacom sa jadre a v dôsledku toho k narušeniu procesu segregácie chromozómov (ich distribúcie medzi dcérske bunky). Tieto poruchy vedú k aneuploidii, ktorá môže mať vážne následky (napríklad Downov syndróm u ľudí spojený s aneuploidiou (trizómiou) na chromozóme 21).

Keď hovoríme o morfológii chromozómov, berú sa do úvahy tieto charakteristiky: poloha centroméry, dĺžka ramien, prítomnosť sekundárneho zúženia a satelitu.

V závislosti od polohy centroméry v ľudskom karyotype sa rozlišujú chromozómy tri typy :

1. Metacentrický, rovnaké ramená chromozómu: primárna konstrikcia (centroméra) sa nachádza v strede (v strede) chromozómu, ramená chromozómu sú identické.

2. Submetacentrický, chromozómy s takmer rovnakými ramenami: centroméra sa nachádza blízko stredu chromozómu, ramená chromozómov sa mierne líšia dĺžkou.

3. Akrocentrický, chromozómy s veľmi nerovnakými ramenami: centroméra je veľmi vzdialená od stredu (stredu) chromozómu, ramená chromozómov sa výrazne líšia dĺžkou.

Krátky pákový efekt je označený písmenom -

Dlhé rameno je označené písmenom -

Niektoré chromozómy majú sekundárne zúženie(6) a satelit( satelit) (7).

Sekundárne zúženie- úsek chromozómu, ktorý spája satelit s telom chromozómu. V oblasti sekundárnej konstrikcie sa nachádzajú gény ribozomálnej RNA, dochádza k syntéze rRNA a dochádza k tvorbe a zostaveniu jadierka. Toto sekundárne zúženie sa preto nazýva aj nukleolárny organizátor.Sekundárne zúženia môžu byť na dlhom ramene niektorých chromozómov a na krátkom ramene iných.

Sekundárne zúženie sa líši od primárneho zúženia tým, že medzi chromozómovými segmentmi nie je viditeľný uhol.

U ľudí majú chromozómy sekundárnu konstrikciu 9, 13, 14, 15, 21 a 22.

satelit ( satelit) - ide o chromozomálny segment, najčastejšie heterochromatický, umiestnený distálne od sekundárnej konstrikcie. Podľa klasických definícií je satelit guľovité teleso s priemerom rovným alebo menším ako je priemer chromozómu, ktoré je s chromozómom spojené tenkým závitom. Rozlišujú sa tieto: 5 typov satelitov:

mikrosatelity– guľovitého tvaru, malé satelity s priemerom polovičným alebo dokonca menším ako je priemer chromozómu;

makrosatelity– pomerne veľké formy satelitov s priemerom presahujúcim polovicu priemeru chromozómu;

lineárne- satelity, ktoré majú tvar dlhého chromozomálneho segmentu. Sekundárne zúženie je výrazne odstránené z koncového konca;

terminál– satelity lokalizované na konci chromozómu;

interkalárne– satelity lokalizované medzi dvoma sekundárnymi zúženiami.

Chromozómy, ktoré majú satelit, sa nazývajú satelit, sú zvyčajne určené SAT chromozómy. Tvar, veľkosť satelitu a vlákno, ktoré ho spája, sú pre každý chromozóm konštantné.

Satelit spolu so sekundárnym pásom tvoria satelitná oblasť.

Konce chromozómov sa nazývajú teloméry (9).

teloméry(zo starogréčtiny τέλος - koniec a μέρος - časť) - koncové úseky chromozómov. Telomérne oblasti chromozómov sú charakterizované nedostatočnou schopnosťou spájať sa s inými chromozómami alebo ich fragmentmi a vykonávať ochrannú funkciu.

Termín „teloméra“ navrhol G. Möller v roku 1932.

U ľudí je DNA telomérnej oblasti opakovane opakovaná nukleotidová sekvencia 5"TTAGGG 3" v jednom z nukleotidových reťazcov DNA.

Funkcie chromozómov:

1) uchovávanie dedičných informácií,

2) implementácia dedičných informácií,

3) prenos genetického materiálu z materskej bunky do dcérskych buniek.

Pravidlá pre chromozómy

1. Stálosť čísla. Somatické bunky každého typu organizmu majú prísne určitý počet chromozómov (u ľudí - 46, u mačiek - 38, u múch Drosophila - 8, u psov -78, u kurčiat -78).

2. Párovanie. Každý chromozóm v somatických bunkách s diploidnou sadou má rovnaký homológny (identický) chromozóm, rovnaký veľkosťou a tvarom, ale odlišný pôvodom: jeden od otca, druhý od matky.

3. Individualita. Každý pár chromozómov sa od druhého páru líši veľkosťou, tvarom, striedaním svetlých a tmavých pruhov.

4. Kontinuita. Pred delením buniek sa DNA zdvojnásobí a vytvorí 2 sesterské chromatidy. Po rozdelení vstupuje do dcérskych buniek vždy jedna chromatida a chromozómy sú teda spojité - z chromozómu sa vytvorí chromozóm.

Centroméra je oblasť chromozómu charakterizovaná špecifickou nukleotidovou sekvenciou a štruktúrou. Centroméra hrá dôležitú úlohu v procese bunkového jadrového delenia a pri kontrole génovej expresie (proces, počas ktorého sa dedičná informácia z génu premieňa na funkčný produkt- RNA alebo proteín).

Centroméra sa podieľa na spájaní sesterských chromatidov, tvorbe kinetochóru (proteínová štruktúra na chromozóme, ku ktorej sa pri delení bunky pripájajú vretienkové vlákna), konjugácii homológnych chromozómov a podieľa sa na riadení génovej expresie.

Práve v oblasti centroméry sú sesterské chromatidy spojené v profáze a metafáze mitózy a homológne chromozómy v profáze a metafáze prvého delenia meiózy. V centromérach sa tvoria kinetochory: proteíny, ktoré sa viažu na centroméru, tvoria v anafáze a telofáze mitózy a meiózy spojovací bod pre vretenové mikrotubuly.

Odchýlky od normálneho fungovania centroméry vedú k problémom v relatívnej polohe chromozómov v deliacom sa jadre a v dôsledku toho k narušeniu procesu segregácie chromozómov (ich distribúcie medzi dcérske bunky). Tieto poruchy vedú k aneuploidii, ktorá môže mať vážne následky (napríklad Downov syndróm u ľudí spojený s aneuploidiou (trizómiou) na chromozóme 21). Vo väčšine eukaryotov centroméra nemá zodpovedajúcu špecifickú nukleotidovú sekvenciu. Zvyčajne pozostáva z veľkého počtu opakovaní DNA (napr. satelitnej DNA), v ktorých je sekvencia v rámci jednotlivých prvkov opakovania podobná, ale nie identická.

Dcérske chromozómy tvoria centroméry na rovnakých miestach ako materský chromozóm, bez ohľadu na povahu sekvencie umiestnenej v centromerickej oblasti.

38. B– chromozómy

Chromozóm prítomný v chromozómovej sade prevyšujúci normálny diploidný počet chromozómov je prítomný v karyotype len u jednotlivých jedincov v populácii.; Chromozómy B sú známe u mnohých rastlín a (o niečo menej často) u zvierat, ich počet sa môže výrazne líšiť (od 1 do niekoľkých desiatok); B-chromozómy často pozostávajú z heterochromatínu (ale môžu obsahovať, zrejme sekundárne, euchromatín) a sú geneticky pasívne, hoci môžu mať vedľajšie účinky – napríklad u hmyzu prítomnosť B-chromozómov často spôsobuje zvýšenú aberanciu spermií; pri delení buniek môžu byť stabilné, ale častejšie sú nestabilné (niekedy sú mitoticky stabilné, ale nestabilné sú pri meióze, kde často tvoria univalenty); niekedy sú chromozómy B izochromozómy; mechanizmy vzniku chromozómov B sú rôzne - fragmentácia, heterochromatinizácia extra chromozómov po nesprávnej anafázovej segregácii atď. Predpokladá sa, že chromozómy B sa v somatických bunkách postupne strácajú v dôsledku nepravidelnosti ich dedičnosti

39 – Polyténové chromozómy

Obrovské interfázové chromozómy, ktoré vznikajú v niektorých typoch špecializovaných buniek ako výsledok dvoch procesov: po prvé, viacnásobná replikácia DNA, ktorá nie je sprevádzaná delením buniek, a po druhé, laterálna konjugácia chromatidov. Bunky, ktoré majú polyténové chromozómy, strácajú schopnosť deliť sa, sú diferencované a aktívne vylučujú, to znamená, že polytenizácia chromozómov je spôsob, ako zvýšiť počet kópií génov pre syntézu akéhokoľvek produktu. Polyténové chromozómy možno pozorovať u dvojkrídlovcov, v rastlinách v bunkách spojených s vývojom embrya a u nálevníkov pri tvorbe makronuklea. Polyténové chromozómy sa výrazne zväčšujú, čo uľahčuje ich pozorovanie a vďaka čomu bolo možné študovať aktivitu génov už v 30. rokoch 20. storočia. Zásadný rozdiel od iných typov chromozómov je v tom, že polyténové chromozómy sú interfázové, zatiaľ čo všetky ostatné možno pozorovať len počas mitotického alebo meiotického bunkového delenia.

Klasickým príkladom sú obrovské chromozómy v bunkách slinných žliaz lariev Drosophila melanogaster. Replikácia DNA v týchto bunkách nie je sprevádzaná delením buniek, čo vedie k akumulácii novovytvorených reťazcov DNA. Tieto vlákna sú tesne spojené pozdĺž ich dĺžky. Okrem toho sa v slinných žľazách vyskytuje somatická synapsia homológnych chromozómov, to znamená, že nielen sesterské chromatidy sa navzájom konjugujú, ale aj homológne chromozómy každého páru sa navzájom konjugujú. V bunkách slinných žliaz je teda možné pozorovať haploidný počet chromozómov

40 – Chromozómy typu Lampbrush

Lampbrush chromozómy, prvýkrát objavené W. Flemmingom v roku 1882, sú špeciálnou formou chromozómov, ktoré získavajú v rastúcich oocytoch (samičích zárodočných bunkách) väčšiny zvierat, s výnimkou cicavcov. Toto je obrovská forma chromozómu, ktorá vzniká v meiotických samičích bunkách v diploténnom štádiu profázy I u niektorých zvierat, najmä u niektorých obojživelníkov a vtákov.

V rastúcich oocytoch všetkých zvierat okrem cicavcov počas rozšíreného diploténového štádia profázy I meiózy vedie aktívna transkripcia mnohých sekvencií DNA k transformácii chromozómov na chromozómy v tvare kefiek na čistenie skiel petrolejových lámp (chromozómy typu kefky na lampy). Sú to vysoko dekondenzované semi-bivalenty pozostávajúce z dvoch sesterských chromatidov. Chromozómy Lampbrush možno pozorovať pomocou svetelnej mikroskopie, čo ukazuje, že sú usporiadané do série chromomérov (obsahujúcich kondenzovaný chromatín) a párových bočných slučiek, ktoré z nich vychádzajú (obsahujú transkripčne aktívny chromatín).

Lampbrush chromozómy obojživelníkov a vtákov môžu byť izolované z jadra oocytov pomocou mikrochirurgickej manipulácie.

Tieto chromozómy produkujú obrovské množstvo RNA, syntetizovanej na bočných slučkách. Vďaka svojej gigantickej veľkosti a výraznej organizácii chromomérnej slučky slúžili chromozómy kefky po mnoho desaťročí ako vhodný model na štúdium organizácie chromozómov, fungovania genetického aparátu a regulácie génovej expresie počas profáznej meiózy I. Okrem toho sa chromozómy tohto typu široko používajú na mapovanie sekvencií DNA s vysokým stupňom rozlíšenia, štúdium fenoménu transkripcie tandemových opakovaní DNA, ktoré nekódujú proteíny, analýzu distribúcie chiazmat atď.