Продольная организация хромосом

Существует химическая, структурная, функциональная неоднородность хромосомы по ее длине. В зависимости от функционального состояния хромотина, различают гетерохромотиновые и эухромотиновые участки. Гетерохромотиновые – более компактные, всегда плотно упакованные, не содержат активных генов. Эухромотиновые – менее компактные, менее рыхлые и содержат активные гены.

Два типа гетерохромотина:

1. Структурный (конститативный);

2. Факультативный.

Структурный гетерохромотин содержится в околоцентрических и теломерных районах. Поддерживает постоянство структуры.

Факультативный гетерохромотин присутствует на одной из пар хромосом. Пример факультативного гетерохромотина является половой хромотин.

ХУ; ХХ - одна из Х хромосом женщин становится неактивной, в которой присутствует факультативный гетерохромотин – тельцо Барра.

Набор хромосом соматических клеток называется кариотипом.

Кариотип – видоспецифический признак, характеризующийся определенным числом, строением и генетическим составом хромосом. Кариотип – это диплоидный, двойной набор хромосом: каждой хромосоме соответствует своя пара, которая является гомологичной ей. У человека 46 хромосом, или 23 пары. Из них 22 пары аутосомы, одинаковая у разных полов и половая ХХ или ХУ.

n=23 хромосомы – гаплоидный набор;

2n=46хромосом – диплоидный набор.

Способы репродукции клеток.

Важное значение для нормальной жизнедеятельности организма имеет поддержание постоянства кариотипа. Этот процесс обеспечивается двумя механизмами:

1. Самовоспроизведение – репликация;

2. Точное распределение хромосом при делении клеток.

Эти два механизма в соматических клетках обеспечиваются митотическим циклом (М.Ц.).

М.Ц. – совокупность процессов, происходящих в клетке от одного деления до другого. Включает в себя два периода:

1. интерфаза – период подготовки клетки к делению и удвоению хромосом. В составе интерфазы следующие периоды:

G1 – период подготовки к репликации ДНК;

S – синтез ДНК;

G2 – период подготовки непосредственно к делению.

2. Митоз.

Профаза – удвоение центриолей, формирование веретена деления, реструктизация ядра и конденсация (упаковка) хромосом.

Метафаза – максимально конденсированная хромосома распологается по экватору веретена деления. В области центромер имеются кинетохоры- это участки прикрепления хромосом к м/трубочкам нитей веретена деления.

Анафаза – сокращение нитей веретена деления, хроматиды расходятся к противоположным полюсам.

Телофаза – вокруг каждого полюса формируются новые ядра.

Далее идет процесс деления цитоплазмы – цитокинез.

Период существования клетки от момента образования до следующего деления или гибели клетки, называется клеточным циклом.

Клеточный цикл включает цикл G0 – период роста, дифференцировки, специализации, синтеза специальных белков, характерных для данной ткани.

Биологическое значение митоза – точное распределение хромосом между дочерними клетками. Из одной материнской клетки образуются две идентичные дочерние клетки. Поддерживается постоянство кариотипа в поколениях клеток.

Митоз – непрямое деление соматических клеток.

Другие способы деления клеток.

Амитоз – прямое деление клеток.

Эндомитоз – синтез внутри самого себя. Это называется полиплоидией.

Политения – многонитчатые хромосомы.

Строение Нуклеиновых Кислот (ДНК и РНК).

Основные функции ДНК – хранение, передача и реализация наследственной информации.

НК – это макромолекулы, полимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. В состав каждого нуклеотида входит3 компонента:

1. Азотистое основание:

- пуриновое – аденин и гуанин;

- пиримидиновое – цитозин, тимин и урацил;

2. Сахар – пентозный углевод (дезоксирибоза и рибоза);

3. Остаток фосфорной кислоты

САХАР + ОСТАТОК ФК = НУКЛЕОЗИД

В строении ДНК выделяют 3 уровня (первичная, вторичная, третичная).

- первичная – полинуклеотидная цепь. Сборка полинуклеотидной цепи осуществляется в строго определенном направлении, путем присоединения фосфатной группы последующего нуклеотида к ОН-группе предыдущего. Между нуклеотидами устанавливается фосфодиэфирная связь.

- вторичная – две полинуклеотидные цепи соединяются между собой в соответствии с правилом комплиментарности и антипараллельности. Комплиментарность означает, что Аденину соответствует только Тимин, а Гуанину только Цитозин. Благодаря комплиментарности число пуринов равно числу пиримидинов – правило Чаргафа:

А + Г = Т + Ц

У каждой полинкулеотидной цепи ДНК имеются 3’ и 5’ концы. Антипараллельность заключается в том, что на одном конце ДНК 3’ концу одной цепи будет соответствовать 5’ конец другой цепи. Это будет схематично выглядить так:

5’ А Т Г Ц 3’ – смысловая, кодогенная от 5’к 3’

3’ Т А Ц Г 5’ – антисмысловая, матричная.

- третичная структура – пространственная конфигурация – правозакрученная, двухцепочечная спираль, В – форма. Впервые описана Дж. Вотсоном и Криком. Каждый виток спирали содержит 10 пар нуклеотидов.

Разберем подробнее:

К первому атому углерода присоединяется азотистое основание, к пятому – фосфат, с помощью эфирной связи. У третьего атома углерода всегда есть гидроксильная группа-ОН

Соединение нуклеотидов в макромолекулу НК происходит путем взаимодействия фосфата последующего нуклеотида, с гидроксилом предыдущего, с образованием фосфодиэфирной связи. Сборку полинуклеотидной цепи осуществляет фермент – полимераза (присоединяет фосфат последующего к гидроксилу предыдущего) – наращивание происходит только на одном конце, где имеется ОН-группа в 3‘ положении. Следовательно начало цепи несет фосфатная группа в 5’положении.

Особенностью ДНК является то, что ее молекулы включают две полинуклеотидные цепи, связанные друг с другом через азотистые основания водородными связями. Причем, между А и Т образуются две водородные связи, а между Г и Ц – три. Важной особенностью является антипараллельность

Отличие ДНК от РНК:

- РНК одноцепочечная;

- разные сахара;

- в РНК пиримидиновое основание Урацил, в ДНК – Тимин;

Все виды РНК синтезируются по матричной цепочки ДНК.

Виды РНК:

- рибосомальная РНК;

- транспортная РНК – состоит из 76 нуклеотидов и по структуре напоминает лист клевера. Имеет два активных центра:

1). Акцепторный – ОН группа 3’ конца, к этому участку присоединяется аминокислота.

2). Антикодоновая петля – комплементарная кодону иРНК.

Функция тРНК – перенос аминокислот в рибосомы.

- информационная РНК (матричная) – содержит информацию о структуре белка.

Все РНК участвуют в синтезе белка.

Основные функции ДНК: