Enciklopedični YouTube
1 / 3
Kromosomi, kromatide, kromatin itd.
ZNO Biologija Nukleus Gen Kromosomi
Geni, DNK in kromosomi
Podnapisi
Pred potopom v stroj delitev celic , mislim, da bo koristno govoriti o besedišču, povezanem z DNK. Besed je veliko in nekatere zvenijo podobno. Lahko so zmedeni. Najprej bi rad spregovoril o tem, kako DNK ustvarja več DNK, izdeluje kopije same sebe ali kako na splošno izdeluje beljakovine. O tem smo že govorili v videu o DNK. Naj narišem majhen del DNK. Imam A, G, T, naj imam dva T in potem dva C. Tako majhna površina. Gre tako naprej. Seveda gre za dvojno vijačnico. Vsaka črka ima svojega. Pobarval jih bom s to barvo. Torej, A ustreza T, G ustreza C, (natančneje, G tvori vodikove vezi s C), T - z A, T - z A, C - z G, C - z G. Celotna spirala se razteza, za na primer v tej smeri. Torej obstaja nekaj različnih procesov, ki jih mora opraviti ta DNK. Eden od njih je povezan z vašimi telesnimi celicami – proizvesti je treba več kožnih celic. Vaša DNK se mora kopirati. Ta proces se imenuje replikacija. Podvajate DNK. Pokazal vam bom kopijo. Kako se lahko ta DNK kopira? To je ena najbolj izjemnih značilnosti strukture DNK. Replikacija. Delam splošno poenostavitev, vendar ideja je, da se dve verigi DNK ločita in to se ne zgodi samo od sebe. K temu prispeva veliko beljakovin in encimov, a o mikrobiologiji bom podrobneje govoril v drugem videu. Torej so te verige ločene druga od druge. Verigo bom premaknil sem. Ločijo se drug od drugega. Vzel bom drugo verigo. Tale je prevelik. Ta veriga bo videti nekako takole. Ločijo se drug od drugega. Kaj se lahko zgodi po tem? Odvečne koščke bom odstranil tukaj in tukaj. Tukaj je torej naša dvojna vijačnica. Vsi so bili povezani. To so bazni pari. Zdaj sta ločena drug od drugega. Kaj lahko vsak od njiju počne po ločitvi? Zdaj lahko drug drugemu postaneta matrica. Poglej... Če je ta veriga sama, lahko zdaj, kar naenkrat, pride osnova timina in se pridruži sem, in ti nukleotidi se bodo začeli nizati. Timin in citozin, nato pa adenin, adenin, gvanin, gvanin. In tako se nadaljuje. In potem se bo v tem drugem delu, na zeleni verigi, ki je bila prej pritrjena na to modro, zgodilo isto. Tam bodo adenin, gvanin, timin, timin, citozin, citozin. Kaj se je pravkar zgodilo? Z delitvijo in privabljanjem komplementarnih baz smo ustvarili kopijo te molekule. Mikrobiologijo tega bomo proučili v prihodnosti, je pač za splošna ideja o tem, kako se DNK kopira. Še posebej ko pogledamo mitozo in mejozo, lahko rečem: "To je stopnja, v kateri pride do replikacije." Še en postopek, o katerem boste veliko slišali. O tem sem govoril v videu o DNK. To je prepis. V videoposnetku DNK nisem posvečal velike pozornosti temu, kako se DNK podvoji, toda ena od odličnih stvari pri zasnovi dvojne verige je ta, da se zlahka podvoji. Enostavno ločite 2 trakova, 2 spirali, nato postaneta šablona za drugo verigo, nato pa se pojavi kopija. Zdaj pa prepis. To se mora zgoditi z DNK, da lahko nastanejo beljakovine, vendar je transkripcija vmesni korak. To je stopnja, v kateri preidete z DNK na mRNA. Ta mRNA nato zapusti celično jedro in gre v ribosome. O tem bom govoril čez nekaj sekund. Torej lahko storimo enako. Te verige se med transkripcijo spet ločijo. Eden se bo ločil tukaj, drugi se bo ločil ... in drugi se bo ločil tukaj. čudovito Morda bi bilo smiselno uporabiti samo eno polovico verige - eno bom odstranil. Na ta način. Prepisali bomo zeleni del. Tukaj je. Vse to bom izbrisal. Napačna barva. Torej vse to brišem. Kaj se zgodi, če namesto nukleotidov deoksiribonukleinske kisline, ki se združijo s to verigo DNA, pride do seznanjanja ribonukleinske kisline ali RNA. RNK bom prikazal v vijolični barvi. RNA se bo združila z DNA. Timin, ki ga najdemo v DNK, se bo povezal z adeninom. Gvanin, ko govorimo o RNK, bomo namesto timina imeli uracil, uracil, citozin, citozin. In to se bo nadaljevalo. To je mRNA. Messenger RNA. Zdaj se ločuje. Ta mRNA se loči in zapusti jedro. Zapusti jedro in nato pride do prevoda. Oddaja. Zapišimo ta izraz. Oddaja. Prihaja iz mRNA... V videu o DNK sem imel majhno tRNA. Prenosna RNA je bila kot tovornjak, ki je prevažal aminokisline do mRNA. Vse to se zgodi v delu celice, imenovanem ribosom. Prevajanje poteka iz mRNA v protein. Videli smo, da se je to zgodilo. Torej, od mRNA do proteina. Imate to verigo - naredil bom kopijo. Kopiral bom celotno verigo naenkrat. Ta veriga se loči, zapusti jedro in potem imate te majhne tRNA tovornjake, ki dejansko potegnejo navzgor, tako rekoč. Torej, recimo, da imam tRNA. Poglejmo adenin, adenin, gvanin in gvanin. To je RNA. To je kodon. Kodon ima 3 bazne pare in nanj vezano aminokislino. Imate nekaj drugih delov tRNA. Recimo uracil, citozin, adenin. In še ena aminokislina, ki je povezana z njim. Aminokisline se nato združijo in tvorijo dolgo verigo aminokislin, ki je beljakovina. Beljakovine tvorijo te čudne kompleksne oblike. Da se prepričam, da razumeš. Začeli bomo z DNK. Če naredimo kopije DNK, je to replikacija. Podvajate DNK. Torej, če naredimo kopije DNK, je to replikacija. Če začnete z DNK in ustvarite mRNA iz predloge DNK, je to transkripcija. Zapišimo. "Transkripcija". To pomeni, da prepisujete informacije iz ene oblike v drugo - transkripcija. Zdaj, ko mRNA zapušča jedro celice... bom narisal sliko celice, da to poudarim. Z zgradbo celice se bomo ukvarjali v prihodnje. Če to cela celica, jedro je središče. Tukaj je vsa DNK, tukaj se zgodi vsa replikacija in transkripcija. Nato mRNA zapusti jedro, nato pa v ribosomih pride do translacije, o čemer bomo podrobneje govorili v prihodnje, in nastane protein. Torej je prevod iz mRNA v protein. Pretakate iz genetski kod, v tako imenovano proteinsko kodo. To je torej oddaja. To so točno besede, ki se običajno uporabljajo za opis teh procesov. Prepričajte se, da jih pravilno uporabljate, tako da poimenujete različne procese. Zdaj pa še en del DNK terminologije. Ko sem jo prvič srečal, se mi je zdela zelo zmedena. Beseda je "kromosom". Tukaj bom zapisal besede - sami lahko vidite, kako zapletene so: kromosom, kromatin in kromatid. Kromatid. Torej, kromosom, o njem smo že govorili. Morda imate verigo DNK. To je dvojna vijačnica. Ta veriga, če jo povečam, sta pravzaprav dve različni verigi. Imajo povezane bazne pare. Pravkar sem narisal bazne pare, povezane skupaj. Želim pojasniti, da sem jaz narisal to malo zeleno črto. To je dvojna vijačnica. Ovije se okoli beljakovin, imenovanih histoni. Histoni. Naj se izide tako in nekako tako, potem pa nekako tako. Tukaj imate snovi, imenovane histoni, ki so beljakovine. Narišimo jih takole. Všečkaj to. To je struktura, to je DNK v kombinaciji z beljakovinami, ki jo strukturirajo in jo prisilijo, da se vse bolj ovija. Končno se bodo glede na stopnjo življenjske dobe celice oblikovale različne strukture. In ko govorite o nukleinski kislini, ki je DNK, in jo kombinirate z beljakovinami, govorite o kromatinu. To pomeni, da je kromatin DNK in strukturni proteini, ki dajejo DNK obliko. Strukturne beljakovine. Zamisel o kromatinu je bila prvič uporabljena zaradi tega, kar so ljudje videli, ko so pogledali celico ... Se spomnite? Vsakič sem narisal celično jedro na določen način. Tako rekoč. To je jedro celice. Narisal sem zelo razločne strukture. To je eno, to je drugo. Mogoče je nižja in ima homologni kromosom. Narisal sem kromosome, kajne? In vsak od teh kromosomov, kot sem pokazal v zadnjem videu, je v bistvu dolga struktura DNK, dolge verige DNK tesno ovita drug okoli drugega. Narisal sem nekako takole. Če približamo, lahko vidimo eno verigo, ki je dejansko ovita okoli sebe takole. To je njen homologni kromosom. Ne pozabite, v videu o variabilnosti sem govoril o homolognem kromosomu, ki kodira iste gene, vendar njihovo drugačno različico. Modra je od očeta, rdeča pa od mame, vendar v bistvu kodirata iste gene. To je ena veriga, ki sem jo dobil od očeta z DNK te strukture, imenujemo jo kromosom. Torej, kromosom. To želim pojasniti, DNK prevzame to obliko samo v določenih življenjskih obdobjih, ko se razmnožuje, tj. replicirano. Natančneje, ne tako ... Ko se celica deli. Preden je celica sposobna delitve, DNK prevzame to natančno definirano obliko. večina V življenju celice, ko DNK opravlja svoje delo, ko dela beljakovine, se pravi, da se beljakovine prepisujejo in prevajajo iz DNK, se ne zvija na ta način. Če bi bil prepognjen, bi sistem podvajanja in prepisovanja težko prišel do DNK, izdelal beljakovine in naredil kar koli drugega. Običajno DNK... Naj še enkrat narišem jedro. Najpogosteje je ne morete videti niti z navadnim svetlobnim mikroskopom. Je tako tanek, da je celotna vijačnica DNK popolnoma porazdeljena v jedru. Tole rišem tukaj, morda je tukaj še ena. In potem imate tako krajšo verigo. Sploh ne vidiš. Ni v tej dobro definirani strukturi. Običajno je videti takole. Naj bo tako kratka veriga. Vidite lahko samo takšno zmešnjavo, sestavljeno iz zmešnjave kombinacij DNK in beljakovin. To ljudje na splošno imenujemo kromatin. To je treba zapisati. "Kromatin" Besede so torej lahko zelo dvoumne in zelo zmedene, toda splošna raba je, ko govorite o dobro definirani enojni verigi DNK, dobro definirani strukturi, kot je ta, je to kromosom. Izraz kromatin se lahko nanaša na strukturo, kot je kromosom, kombinacija DNK in proteinov, ki jo strukturirajo, ali na motnjo številnih kromosomov, ki vsebujejo DNK. To je iz številnih kromosomov in beljakovin, pomešanih skupaj. Želim, da je to jasno. Zdaj pa naslednja beseda. Kaj je kromatid? Samo v primeru, da tega še nisem naredil ... Ne spomnim se, ali sem to označil. Ti proteini, ki zagotavljajo strukturo kromatina ali sestavljajo kromatin in tudi zagotavljajo strukturo, se imenujejo "histoni". Obstajajo različne vrste, ki zagotavljajo strukturo na različnih ravneh, ki si jih bomo podrobneje ogledali. Kaj je torej kromatid? Ko se DNK replicira... Recimo, da je bila moja DNK, je v normalnem stanju. Ena različica je od očeta, ena različica je od mame. Zdaj je replicirano. Očetova različica je na prvi pogled takole. To je velika veriga DNK. Ustvari drugo različico sebe, ki je enaka, če sistem deluje pravilno, in ta enak del izgleda takole. Na začetku so pritrjeni drug na drugega. Drug na drugega so pritrjeni na mestu, ki se imenuje centromera. Zdaj, čeprav imam tukaj 2 verigi, pritrjeni skupaj. Dve enaki verigi. Ena verižica tukaj, ena tukaj ... Čeprav naj to drugače predstavim. Načeloma je to mogoče prikazati na več različnih načinov. To je ena veriga tukaj in to je druga veriga tukaj. To pomeni, da imamo 2 izvoda. Kodirajo popolnoma enako DNK. Torej, tukaj je. Identična sta, zato temu še vedno pravim kromosom. Zapišimo še to. Vse se imenuje kromosom, zdaj pa se vsaka posamezna kopija imenuje kromatid. Torej, to je ena kromatida in to je druga. Včasih jih imenujemo sestrske kromatide. Imenujemo jih lahko tudi kromatidi dvojčki, ker imajo enake genetske informacije. Torej ima ta kromosom 2 kromatidi. Pred replikacijo ali pred podvajanjem DNK lahko rečete, da ima ta kromosom eno kromatido. Lahko ga imenujete kromatid, vendar ni nujno, da je. Ljudje začnejo govoriti o kromatidih, ko sta na kromosomu prisotni dve. Izvemo, da se pri mitozi in mejozi ti dve kromatidi ločita. Ko se ločita, bo veriga DNK, ki ste jo nekoč imenovali kromatid, zdaj imenovana ločen kromosom. To je torej eden od njih in tukaj je še eden, ki bi se lahko ločil v tej smeri. To bom obkrožil z zeleno. Torej, ta lahko gre v to smer, in ta, ki sem ga obkrožil z oranžno, na primer, to ... Zdaj, ko sta ločena in nista več povezana s centromero, kar smo prvotno imenovali en kromosom z dvema kromatidama, ti zdaj imenujemo dva ločena kromosoma. Ali pa bi lahko rekli, da imate zdaj dva ločena kromosoma, od katerih je vsak sestavljen iz ene same kromatide. Upam, da to malo razjasni stvari pomen izrazov povezanih z DNK. Vedno so se mi zdeli precej zmedeni, vendar bodo koristno orodje, ko začnemo mitozo in mejozo in govorim o tem, da kromosom postane kromatid. Spraševali se boste, kako je en kromosom postal dva kromosoma in kako je kromatid postal kromosom. Vse se vrti okoli besedišča. Jaz bi izbral drugega, namesto da bi temu rekel kromosom in vsak od teh ločenih kromosomov, vendar so se odločili, da ga tako imenujejo za nas. Morda se sprašujete, od kod prihaja beseda "chromo". Morda poznate stari film Kodak, imenovan "kromirana barva". V bistvu "kromo" pomeni "barva". Mislim, da izhaja iz grške besede za barvo. Ko so ljudje prvič pogledali jedro celice, so uporabili barvilo in tisto, čemur pravimo kromosomi, so obarvali z barvilom. In lahko bi ga videli s svetlobnim mikroskopom. Del "soma" izhaja iz besede "soma", kar pomeni "telo", kar pomeni, da dobimo obarvano telo. Tako se je rodila beseda "kromosom". Kromatin se tudi obarva... Upam, da je to nekoliko razjasnilo koncepte kromatida, kromosoma, kromatina in da smo zdaj pripravljeni preučevati mitozo in mejozo.
Funkcije
Centromera sodeluje pri povezovanju sestrskih kromatid, tvorbi kinetohorov, konjugaciji homolognih kromosomov in sodeluje pri nadzoru izražanja genov.
V območju centromere so sestrske kromatide povezane v profazi in metafazi mitoze ter homologni kromosomi v profazi in metafazi prve delitve mejoze. Na centromerah nastanejo kinetohori: proteini, ki se vežejo na centromere, tvorijo pritrdilno točko za vretenaste mikrotubule v anafazi in telofazi mitoze in mejoze.
Odstopanja od normalnega delovanja centromere vodijo v težave v relativni položaj kromosomov v delitvenem jedru in posledično do motenj v procesu ločevanja kromosomov (njihove porazdelitve med hčerinskimi celicami). Te motnje vodijo do aneuploidije, ki lahko hude posledice(na primer Downov sindrom pri ljudeh, povezan z anevploidijo (trisomijo) na kromosomu 21).
Centromerno zaporedje
Pri večini evkariontov centromera nima ustreznega specifičnega nukleotidnega zaporedja. Ponavadi je sestavljen iz velika količina Ponovitve DNK (kot je satelitska DNK), pri katerih je zaporedje znotraj posameznih ponavljajočih se elementov podobno, vendar ne identično. Pri ljudeh se glavno ponavljajoče se zaporedje imenuje α-satelit, vendar je v tem območju več drugih vrst zaporedij. Ugotovljeno pa je, da ponovitve α-satelitov ne zadoščajo za tvorbo kinetohorov in da so znane funkcionalne centromere, ki ne vsebujejo α-satelitne DNA.heterokromatina, ki je lahko bistven za njegovo delovanje. V tem kromatinu je normalni histon H3 nadomeščen s centromerno specifičnim histonom CENP-A (CENP-A je značilen za pekovski kvas S. cerevisiae, vendar se zdi, da so podobni specializirani nukleosomi prisotni v vseh evkariontskih celicah). Prisotnost CENP-A naj bi bila potrebna za sestavljanje kinetohorja na centromeri in lahko igra vlogo pri epigenetskem dedovanju lokacije centromere.
V nekaterih primerih, na primer pri ogorčici Caenorhabditis elegans, pri Lepidoptera, pa tudi pri nekaterih rastlinah, kromosomi holocentrično. To pomeni, da kromosom nima značilnosti primarna zožitev- specifično območje, na katerega so pretežno pritrjeni vretenasti mikrotubuli. Zaradi tega so kinetohori difuzne narave in mikrotubuli se lahko pritrdijo po celotni dolžini kromosoma.
Centromere aberacije
V nekaterih primerih je oseba opazila nastanek dodatnih neocentromera. To je običajno kombinirano z inaktivacijo stare centromere, saj dicentrični kromosomi (kromosomi z dvema aktivnima centromerama) se običajno uničijo med mitozo.
V nekaterih nenavadnih primerih so opazili spontano tvorbo neocentromer na fragmentih zlomljenih kromosomov. Nekateri od teh novih položajev so bili prvotno sestavljeni iz evhromatina in sploh niso vsebovali alfa satelitske DNK.
Funkcije
Centromera sodeluje pri povezovanju sestrskih kromatid, tvorbi kinetohorov, konjugaciji homolognih kromosomov in sodeluje pri nadzoru izražanja genov.
V območju centromere so sestrske kromatide povezane v profazi in metafazi mitoze ter homologni kromosomi v profazi in metafazi prve delitve mejoze. Na centromerah nastanejo kinetohori: proteini, ki se vežejo na centromere, tvorijo pritrdilno točko za vretenaste mikrotubule v anafazi in telofazi mitoze in mejoze.
Odstopanja od normalnega delovanja centromere vodijo do težav v relativnem položaju kromosomov v delitvenem jedru in posledično do motenj v procesu ločevanja kromosomov (njihove porazdelitve med hčerinskimi celicami). Te motnje vodijo v anevploidijo, ki ima lahko hude posledice (na primer Downov sindrom pri ljudeh, povezan z anevploidijo (trisomijo) na kromosomu 21).
Centromerno zaporedje
Pri večini evkariontov centromera nima ustreznega specifičnega nukleotidnega zaporedja. Običajno je sestavljen iz velikega števila ponovitev DNK (npr. satelitske DNK), v katerih je zaporedje znotraj posameznih ponavljajočih se elementov podobno, vendar ne identično. Pri ljudeh se glavno ponavljajoče se zaporedje imenuje α-satelit, vendar je v tem območju več drugih vrst zaporedij. Ugotovljeno pa je bilo, da ponovitve α-satelitov ne zadostujejo za tvorbo kinetohorov in da so znane delujoče centromere, ki ne vsebujejo α-satelitne DNA.
Dedovanje
Epigenetsko dedovanje igra pomembno vlogo pri določanju lokacije centromere v večini organizmov. Hčerinski kromosomi tvorijo centromere na istih mestih kot matični kromosom, ne glede na naravo zaporedja, ki se nahaja v centromerni regiji. Predpostavlja se, da mora obstajati nek primarni način določanja lokacije centromere, tudi če je njena lokacija naknadno določena z epigenetskimi mehanizmi.
Struktura
DNK centromere običajno predstavlja heterokromatin, ki je lahko bistven za njeno delovanje. V tem kromatinu je normalni histon H3 nadomeščen s centromerno specifičnim histonom CENP-A (CENP-A je značilen za pekovski kvas S. cerevisiae, vendar se zdi, da so podobni specializirani nukleosomi prisotni v vseh evkariontskih celicah). Prisotnost CENP-A naj bi bila potrebna za sestavljanje kinetohorja na centromeri in lahko igra vlogo pri epigenetskem dedovanju lokacije centromere.
V nekaterih primerih, na primer pri ogorčici Caenorhabditis elegans, pri Lepidoptera, pa tudi pri nekaterih rastlinah, kromosomi holocentrično. To pomeni, da kromosom nima značilnosti primarna zožitev- specifično območje, na katerega so pretežno pritrjeni vretenasti mikrotubuli. Zaradi tega so kinetohori difuzne narave in mikrotubuli se lahko pritrdijo po celotni dolžini kromosoma.
Centromere aberacije
V nekaterih primerih je oseba opazila nastanek dodatnih neocentromera. To je običajno kombinirano z inaktivacijo stare centromere, saj dicentrični kromosomi (kromosomi z dvema aktivnima centromerama) se običajno uničijo med mitozo.
V nekaterih nenavadnih primerih so opazili spontano tvorbo neocentromer na fragmentih zlomljenih kromosomov. Nekateri od teh novih položajev so bili prvotno sestavljeni iz evhromatina in sploh niso vsebovali alfa satelitske DNK.
Poglej tudi
Povezave
Fundacija Wikimedia. 2010.
Sopomenke:- Amati
- Arhiv
Oglejte si, kaj je "Centromere" v drugih slovarjih:
centromera-centromera... Pravopisni slovar-priročnik
centromera- kinetohor Slovar ruskih sinonimov. centromera samostalnik, število sinonimov: 1 kinetohor (1) Slovar sinonimov ASIS. V.N. Trishin ... Slovar sinonimov
CENTROMERA- (iz središča in grškega dela meros) (kinetohor) del kromosoma, ki drži skupaj njegovi dve verigi (kromatide). Med delitvijo centromere usmerjajo gibanje kromosomov proti polom celice... Veliki enciklopedični slovar
CENTROMERA- Centromere, del KROMOSOMA, ki se pojavi šele v procesu celične delitve. Ko se kromosomi med MEJOZO ali MITOZO skrajšajo, se centromere pojavijo kot zožitve, ki ne vsebujejo nobenih genov. Z njihovo pomočjo se kromosomi pritrdijo na... ... Znanstveni in tehnični enciklopedični slovar
CENTROMERA- (iz latinskega centrum, grškega kentrona srednja točka, središče in grškega meros del, delež), kinetohor, del kromosoma, ki nadzoruje njegovo gibanje do različnih polov celice med mitozo ali mejozo; mesto pritrditve niti na kromosom ... ... Biološki enciklopedični slovar
centromera- Omejeno območje v kromosomu, vključno z mestom pritrditve vretena med mitozo ali mejozo Biotehnološke teme EN centromera … Priročnik za tehnične prevajalce
Centromere- * centromera * centromera ali kinetohor je konzervativna regija evkariontskega kromosoma, na katero so med mitozo pritrjene niti vretena (glej). DNK, ki tvori DNK, je sestavljena iz treh domen (elementov) CDE I, CDE II in CDE III. CDE jaz in... Genetika. enciklopedični slovar
centromera- (iz središča in grškega dela méros) (kinetohor), del kromosoma, ki drži skupaj njegovi dve verigi (kromatide). Med delitvijo centromere usmerjajo gibanje kromosomov proti polom celice. * * * CENTROMETER CENTROMETER (iz sredine (glej NEPOSREDNO NADZOR) in ... enciklopedični slovar
centromera- centromera centromera. Odsek monocentričnega kromosoma, v katerem so sestrske kromatide medsebojno povezane in v območju katerega so pritrjene vretenaste niti, ki zagotavljajo gibanje kromosomov do polov delitve; običajno pericentromerne regije... ... Molekularna biologija in genetika. Slovar.
centromera- centromera statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Pirminė chromosomos persmauga, prie kurios prisitvirtina achromatinės verpstės siūlai. atitikmenys: angl. centromera; kinetohor rus. kinetohor; centromera ... Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas
Odvisno od funkcionalnega in fiziološka stanja celica se lahko deli različne poti. Metode delitve somatske celice: mitoza, amitoza ali endomitoza. spolne celice delež z mejozo.
Mitoza - Ne neposredna delitev celic, ki jih spremlja spiralizacija kromosomov. V mitozi je več faz:
I profaza (iz grškega "pro" - pred, "faze" - videz). Pride do spiralizacije in krajšanja kromosomov. Jedrce in jedrna ovojnica izginejo, centrioli se razhajajo proti polom celice in nastane vreteno. Kromosomi so sestavljeni iz dveh kromatid, povezanih s centromero. Profaza je najdaljša faza mitoze. Komplet genetskega materiala – 2n 4c.
II Metafaza (iz grške "meta" - sredina). Kromosomi, sestavljeni iz dveh kromatid, se vrstijo v ekvatorialni ravnini celice. Vretenasta vlakna so pritrjena na centromere. V delitvenem vretenu sta dve vrsti filamentov: 1) kromosomski, povezani s primarnimi zožitvami kromosomov, 2) centrosomski, ki povezujejo delitvene pole. Nabor genetskega materiala v tem trenutku je 2n 4c.
III Anafaza (iz grške "ana" - gor). Najkrajša faza delitve. Centromeri kromosomov se ločijo, kromatide (hčerinski kromosomi) pa se osamosvojijo. Vretenasti filamenti, pritrjeni na centromere, potegnejo hčerinske kromosome do polov celice. Komplet genetskega materiala – 2n 2c.
IV Telofaza. Kromosomi, sestavljeni iz ene kromatide, se nahajajo na polih celice. Kromosomi despiralni (odviti). Na vsakem polu se okrog kromosomov oblikujejo jedrska membrana in jedrca. Niti vretena razpadajo. Citoplazma celice je razdeljena (citokineza = citotomija). Nastaneta dve hčerinski celici. Nabor genetskega materiala hčerinskih celic je 2n 2c.
Ločitev citoplazme z zožitvijo poteka v različnih celicah različno. V živalskih celicah pride do invaginacije citoplazemske membrane navznoter med celično delitvijo od robov proti sredini. V rastlinskih celicah se v središču oblikuje pregrada, ki se nato povečuje proti celičnim stenam.
biološki pomen mitoza Rezultat mitoze je natančna porazdelitev genskega materiala med dvema hčerinskima celicama. Hčerinske celice prejmejo enak niz kromosomov, kot jih je imela matična celica - diploidne. Mitoza zagotavlja vzdrževanje konstantnega števila kromosomov skozi več generacij in služi celični mehanizem rast, razvoj telesa, regeneracija in nespolno razmnoževanje. Mitoza je osnova za nespolno razmnoževanje organizmov. Število hčerinskih celic, ki nastanejo med mitozo, je 2.
Amitoza(iz grškega "a" - negacija, "mitos" - nit) - neposredna delitev celice, pri kateri je jedro v interfaznem stanju. Kromosomi niso odkriti. Delitev se začne s spremembami v nukleolih. Velika jedra so razdeljena s zožitvijo. Sledi delitev jedra. Jedro je lahko razdeljeno samo z eno zožitvijo ali razdrobljeno. Nastala hčerinska jedra so lahko neenake velikosti.
to. amitoza vodi do pojava dveh celic z jedri različnih velikosti in števila. Pogosto po amitozi ne nastaneta dve celici, tj. Po jedrskih delitvah ne pride do ločitve citoplazme (citokineze). 2 in nastanejo večjedrne celice. Amitoza se pojavi pri staranju, degeneraciji somatske celice.
Endomitoza- proces, pri katerem podvojitev kromosomov v celici ne spremlja delitev jedra. Posledično se število kromosomov v celici pomnoži, včasih tudi več desetkrat v primerjavi s prvotnim številom. Endomitoza se pojavi v intenzivno delujočih celicah.
Včasih pride do razmnoževanja kromosomov brez povečanja njihovega števila v celici. Vsak kromosom se večkrat podvoji, vendar hčerinski kromosomi ostanejo med seboj povezani (pojav politenije). Posledično nastanejo velikanski kromosomi.
Mejoza - posebna oblika celične delitve, pri kateri iz diploidnih materinih zarodnih celic nastanejo haploidne hčerinske celice. Zlitje moških in ženskih haploidnih zarodnih celic med oploditvijo povzroči nastanek zigote z diploidnim nizom kromosomov. Posledično ima hčerinski organizem, ki se razvije iz zigote, enak diploidni kariotip, kot ga je imel matični organizem.
Mejoza vključuje dve zaporedni delitvi.
Prva mejotska delitev se imenuje redukcija. Vključuje 4 stopnje.
Profaza I. Najdaljša stopnja. Konvencionalno je razdeljen na 5 stopenj.
1) Leptoten. Jedro se poveča. Začne se spiralizacija kromosomov, od katerih je vsak sestavljen iz dveh kromatid.
2) Zigoten. Pride do konjugacije homolognih kromosomov. Homologni so kromosomi, ki imajo enako obliko in velikost. Kromosomi se privlačijo in pripenjajo drug na drugega po vsej dolžini.
3) Pahiten. Konvergenca kromosomov se konča. Podvojene kromosome imenujemo bivalenti. Sestavljeni so iz 4 kromatid. Število bivalentov = haploidni nabor kromosomov celice. Spiralizacija kromosomov se nadaljuje. Tesen stik med kromatidami omogoča izmenjavo identičnih regij v homolognih kromosomih. Ta pojav imenujemo crossing over (križanje kromosomov).
4) Diploten. Nastanejo odbojne sile kromosomov. Kromosomi, ki sestavljajo bivalente, se začnejo oddaljevati drug od drugega. Hkrati ostajajo med seboj povezani na več točkah – kiazmah. Na teh mestih lahko pride do prehoda. Pride do nadaljnje spiralizacije in krajšanja kromosomov.
5) Diakineza. Odboj kromosomov se nadaljuje, vendar ostanejo na koncih povezani v dvovalentne. Jedro in jedrna ovojnica se raztopita, filamenti vretena se razhajajo proti polom. Niz genetskega materiala - 2n 4s.
Metafaza I. Bivalenti kromosomov se nahajajo vzdolž ekvatorja celice in tvorijo metafazno ploščo. Na njih so pritrjena vretenska vlakna. Niz genetskega materiala - 2n 4c.
Anafaza I. Kromosomi se razhajajo do polov celice. Samo eden od para homolognih kromosomov pride do polov. Niz genetskega materiala - 1n 2s.
Telofaza I.Število kromosomov na vsakem polu celice postane haploidno. Kromosomi so sestavljeni iz dveh kromatid. Na vsakem polu se okrog skupine kromosomov oblikuje jedrska ovojnica, kromosomi despirirajo, jedro pa postane interfazno. Komplet genetskega materiala – 1n 2c.
Po telofazi I se citokineza začne v živalski celici, tvorba celične stene pa se začne v rastlinski celici.
Interfaza II najdemo le v živalskih celicah. Podvajanja DNK ni.
Mejotska delitev II se imenuje ekvatorialna delitev. To je kot mitoza. Razlika od mitoze je v tem, da iz kromosomov z dvema kromatidama nastanejo kromosomi, sestavljeni iz ene kromatide. Mejotska delitev II se od mitoze razlikuje po tem, da med delitvijo v celici nastaneta dve skupini kromosomov in s tem dve vreteni. Niz genetskega materiala v profazi II je 1n 2c, začenši z metafazo II - 1n 1c.
Biološki pomen mejoze. Privede do prepolovitve števila kromosomov, kar določa stalnost vrst na Zemlji. Če se število kromosomov ne bi zmanjšalo, bi se v vsaki naslednji generaciji kromosomi podvojili. Zagotavlja heterogenost gamet v genski sestavi (križanje se lahko pojavi v profazi, prosta rekombinacija kromosomov se lahko pojavi v metafazi). Naključno srečanje zarodnih celic (=gamet) – semenčice in jajčeca z različnim naborom genov – povzroči kombinacijsko variabilnost. Geni staršev se med oploditvijo združijo, zato lahko njihovi otroci razvijejo lastnosti, ki jih starši niso imeli. Število nastalih celic je 4.
Vsi kromosomi imajo dve rami in stanjšano območje med njimi - centromera, ali primarna zožitev. V območju primarne zožitve se nahaja kinetohor- ravna struktura, katere proteini v interakciji z mikrotubulami vretena zagotavljajo gibanje kromosomov med delitvijo celic.
Zgradba metafaznega kromosoma:5 - centromera; 6 - sekundarna zožitev; 7 - satelit; 8 - kromatide; 9 - telomeri.
1 - metacentrični; 2 - submetacentrično; 3, 4 - akrocentrično.
Metafazni kromosom sestavljen iz dveh kromatid. Vsak kromosom ima primarna zožitev (centromera)(5), ki deli kromosom na krake.
Centromere (primarna zožitev) - regija kromosoma, za katero je značilno specifično nukleotidno zaporedje in struktura. Centromera sodeluje pri povezovanju sestrskih kromatid, tvorbi kinetohorov, konjugaciji homolognih kromosomov in je vključena v nadzor izražanja genov.
V predelu centromere se povezujejo sestrske kromatide v profazi in metafazi mitoze ter homologni kromosomi v profazi in metafazi prve delitve mejoze. Na centromerah pride do tvorbe kinetohorov: proteini, ki se vežejo na centromero, tvorijo pritrdilno točko za mikrotubule cepitvenega vretena v anafazi in telofazi mitoze in mejoze.
Odstopanja od normalnega delovanja centromere vodijo do težav v medsebojni razporeditvi kromosomov v delečem se jedru in posledično do motenj v procesu ločevanja kromosomov (njihove porazdelitve med hčerinskimi celicami). Te motnje vodijo v anevploidijo, ki ima lahko hude posledice (npr. Downov sindrom pri ljudeh, povezan z anevploidijo (trisomijo) na 21. kromosomu).
Ko govorimo o morfologiji kromosomov, se upoštevajo naslednje značilnosti: položaj centromera, dolžina krakov, prisotnost sekundarne zožitve in satelita.
Glede na položaj centromere v človeškem kariotipu ločimo kromosome tri vrste :
1. Metacentrično, enakokraki kromosomi: primarna zožitev (centromera) se nahaja v središču (na sredini) kromosoma, kromosomska kraka sta enaka.
2. Submetacentrično, kromosomi s skoraj enakimi kraki: centromera se nahaja nedaleč od sredine kromosoma, kraki kromosoma se nekoliko razlikujejo po dolžini.
3. Akrocentrično, zelo neenaki kromosomi: centromera je zelo oddaljena od centra (sredine) kromosoma, kromosomski kraki se bistveno razlikujejo po dolžini.
Kratki finančni vzvod je označen s črko -
Dolga rama je označena s črko -
Nekateri kromosomi imajo sekundarna zožitev(6) in satelit ( satelit) (7).
Sekundarna zožitev- odsek kromosoma, ki povezuje satelit s telesom kromosoma. V območju sekundarne zožitve se nahajajo geni ribosomske RNA, pride do sinteze rRNA ter do tvorbe in sestavljanja nukleolusa. To sekundarno zožitev zato imenujemo tudi nukleolarni organizator.Sekundarne zožitve so lahko na dolgem kraku nekaterih kromosomov in na kratkem kraku drugih.
Sekundarna zožitev se od primarne zožitve razlikuje po odsotnosti opaznega kota med segmenti kromosomov.
Pri ljudeh imajo kromosomi sekundarno zožitev 9, 13, 14, 15, 21 in 22.
Satelit ( satelit) - to je kromosomski segment, najpogosteje heterokromatski, ki se nahaja distalno od sekundarne zožitve. Po klasičnih definicijah je satelit sferično telo s premerom, ki je enak ali manjši od premera kromosoma, ki je s kromosomom povezano s tanko nitjo. Razlikujejo se: 5 vrst satelitov:
mikrosateliti– sferoidne oblike, majhni sateliti s premerom, ki je polovica ali celo manjši od premera kromosoma;
makrosateliti– precej velike oblike satelitov s premerom, ki presega polovico premera kromosoma;
linearni- sateliti, ki imajo obliko dolgega kromosomskega segmenta. Sekundarna zožitev je znatno odmaknjena od končnega konca;
terminal– sateliti, lokalizirani na koncu kromosoma;
interkalarni– sateliti, lokalizirani med dvema sekundarnima zožitvama.
Imenujemo kromosome, ki imajo satelit satelit, običajno so označeni kromosomi SAT. Oblika, velikost satelita in nit, ki ga povezuje, so konstantne za vsak kromosom.
Satelit skupaj s sekundarnim pasom sestavlja satelitsko območje.
Konci kromosomov se imenujejo telomeri (9).
Telomeri(iz starogrške τέλος - konec in μέρος - del) - končni odseki kromosomov. Za telomerne regije kromosomov je značilno pomanjkanje sposobnosti povezovanja z drugimi kromosomi ali njihovimi fragmenti in opravljanja zaščitne funkcije.
Izraz "telomera" je leta 1932 predlagal G. Möller.
Pri človeku je DNK telomerne regije večkrat ponovljeno nukleotidno zaporedje 5"TTAGGG 3" v eni izmed nukleotidnih verig DNK.
Funkcije kromosomov:
1) shranjevanje dednih informacij,
2) izvajanje dednih informacij,
3) prenos genskega materiala iz matične celice v hčerinske celice.
Kromosomska pravila
1. Konstantnost števila. Somatske celice vsake vrste organizma imajo strogo določeno število kromosomov (pri ljudeh - 46, pri mačkah - 38, pri muhah Drosophila - 8, pri psih -78, pri piščancih -78).
2. Seznanjanje. Vsak kromosom v somatskih celicah z diploidnim nizom ima enak homologen (identičen) kromosom, enak po velikosti in obliki, vendar različen po izvoru: eden od očeta, drugi od matere.
3. Individualnost. Vsak par kromosomov se od drugega para razlikuje po velikosti, obliki, menjavanju svetlih in temnih prog.
4. Kontinuiteta. Pred celično delitvijo se DNA podvoji in tvori 2 sestrski kromatidi. Po delitvi vstopa po ena kromatida v hčerinske celice in tako so kromosomi neprekinjeni – iz kromosoma nastane kromosom.
Centromera je regija kromosoma, za katero je značilno specifično nukleotidno zaporedje in struktura. Centromera ima pomembno vlogo v procesu delitve celičnega jedra in pri nadzoru izražanja genov (proces, med katerim se dedna informacija iz gena pretvori v funkcionalen izdelek- RNA ali beljakovine).
Centromera sodeluje pri povezovanju sestrskih kromatid, tvorbi kinetohora (proteinske strukture na kromosomu, na katero se pri delitvi celice pritrdijo vretenasta vlakna), konjugaciji homolognih kromosomov in sodeluje pri nadzoru izražanja genov.
V območju centromere so sestrske kromatide povezane v profazi in metafazi mitoze ter homologni kromosomi v profazi in metafazi prve delitve mejoze. Na centromerah nastanejo kinetohori: proteini, ki se vežejo na centromere, tvorijo pritrdilno točko za vretenaste mikrotubule v anafazi in telofazi mitoze in mejoze.
Odstopanja od normalnega delovanja centromere vodijo do težav v relativnem položaju kromosomov v delitvenem jedru in posledično do motenj v procesu ločevanja kromosomov (njihove porazdelitve med hčerinskimi celicami). Te motnje vodijo v anevploidijo, ki ima lahko resne posledice (na primer Downov sindrom pri ljudeh, povezan z anevploidijo (trisomijo) na kromosomu 21). Pri večini evkariontov centromera nima ustreznega specifičnega nukleotidnega zaporedja. Običajno je sestavljen iz velikega števila ponovitev DNK (npr. satelitske DNK), v katerih je zaporedje znotraj posameznih ponavljajočih se elementov podobno, vendar ne identično.
Hčerinski kromosomi tvorijo centromere na istih mestih kot matični kromosom, ne glede na naravo zaporedja, ki se nahaja v centromerni regiji.
38. B– kromosomi
Kromosom, ki je v kromosomskem nizu večji od normalnega diploidnega števila kromosomov, je v kariotipu prisoten le pri posameznih posameznikih v populaciji.; Kromosomi B so znani v številnih rastlinah in (nekoliko redkeje) v živalih, njihovo število se lahko zelo razlikuje (od 1 do več deset); B-kromosomi so pogosto sestavljeni iz heterokromatina (vendar lahko vsebujejo, očitno sekundarno, evkromatin) in so genetsko pasivni, čeprav imajo lahko stranske učinke - na primer, pri žuželkah prisotnost B-kromosomov pogosto povzroči povečano aberacijo sperme; pri celičnih delitvah so lahko stabilni, pogosteje pa nestabilni (včasih so mitotično stabilni, nestabilni pa so v mejozi, kjer pogosto tvorijo univalente); občasno so kromosomi B izokromosomi; mehanizmi nastanka kromosomov B so različni - fragmentacija, heterokromatinizacija dodatnih kromosomov po nepravilni anafazni segregaciji itd. Predpostavlja se, da se kromosomi B postopoma izgubljajo v somatskih celicah zaradi nepravilnosti njihovega dedovanja.
39 – Politenski kromosomi
Velikanski interfazni kromosomi, ki nastanejo v nekaterih vrstah specializiranih celic kot posledica dveh procesov: prvič, večkratne replikacije DNA, ki je ne spremlja celična delitev, in drugič, lateralne konjugacije kromatid. Celice, ki imajo politenske kromosome, izgubijo sposobnost delitve, se diferencirajo in aktivno izločajo, kar pomeni, da je politenizacija kromosomov način za povečanje števila kopij genov za sintezo katerega koli izdelka. Politenske kromosome lahko opazimo pri dvokrilcih, rastlinah v celicah, povezanih z razvojem zarodka, in pri migetalkah med tvorbo makronukleusa. Politenski kromosomi se močno povečajo, kar jih olajša opazovanje in kar je že v tridesetih letih 20. stoletja omogočilo preučevanje genske aktivnosti. Bistvena razlika od drugih vrst kromosomov je v tem, da so politenski kromosomi interfazni, vse druge pa lahko opazimo le med mitotično ali mejotično delitvijo celic.
Klasičen primer so orjaški kromosomi v celicah žlez slinavk ličinke Drosophila melanogaster.Podvajanje DNA v teh celicah ne spremlja celična delitev, kar vodi do kopičenja na novo zgrajenih verig DNA. Te niti so po svoji dolžini tesno povezane. Poleg tega se v žlezah slinavk pojavi somatska sinapsa homolognih kromosomov, to je, da se med seboj ne konjugirajo samo sestrske kromatide, ampak tudi homologni kromosomi vsakega para konjugirajo drug z drugim. Tako lahko v celicah žlez slinavk opazimo haploidno število kromosomov
40 – Kromosomi tipa Lampbrush
Lampbrush kromosomi, ki jih je prvi odkril W. Flemming leta 1882, so posebna oblika kromosomov, ki jih pridobijo v rastočih oocitih (zarodnih celicah samic) večine živali, z izjemo sesalcev. To je velikanska oblika kromosoma, ki nastane v mejotskih samicah na stopnji diplotene profaze I pri nekaterih živalih, zlasti pri nekaterih dvoživkah in pticah.
V rastočih jajčnih celicah vseh živali, razen pri sesalcih, med razširjeno diplotensko fazo profaze I mejoze aktivno prepisovanje številnih zaporedij DNA vodi do transformacije kromosomov v kromosome v obliki ščetk za čiščenje stekel petrolejk (kromosomi tipa ščetke za svetilke). So visoko dekondenzirani polbivalenti, sestavljeni iz dveh sestrskih kromatid. Lampbrush kromosome je mogoče opazovati s svetlobno mikroskopijo, ki kaže, da so organizirani v vrsto kromomer (ki vsebujejo kondenziran kromatin) in parnih stranskih zank, ki izhajajo iz njih (ki vsebujejo transkripcijsko aktiven kromatin).
Lampbrush kromosome dvoživk in ptic je mogoče izolirati iz oocitnega jedra z uporabo mikrokirurške manipulacije.
Ti kromosomi proizvajajo ogromno količino RNA, ki se sintetizira na stranskih zankah. Zaradi svoje velikanske velikosti in izrazite organizacije kromomerne zanke so kromosomi v obliki svetilke dolga desetletja služili kot priročen model za proučevanje organizacije kromosomov, delovanja genetskega aparata in regulacije izražanja genov med profazo mejoze I. Poleg tega se kromosomi te vrste pogosto uporabljajo za preslikavo zaporedij DNK z visoko stopnjo ločljivosti, preučevanje pojava transkripcije tandemskih ponovitev DNK, ki ne kodirajo proteinov, analizo porazdelitve chiasmata itd.
