Раздел 1. Цитологические основы наследственности

Структурная и функциональная организация хромосом. Митотическая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных друг с другом в области центромеры. Хромосомы подразделяют на аутосомы (одинаковые хромосо­мы у обоих полов) и гоносомы, или половые хромосомы (разный набор у мужских и женских особей).

Размер и форму хромосом четко можно выявить в процессе деления клеток. Репликация (самоудвоение) и равномерное распределение хромосом по дочерним клеткам обеспечивает точную передачу наследственной инфор­мации. Эволюционно закреплены такие процессы преемственности наслед­ственных признаков: митоз - деление соматических клеток; мейоз - процесс формирование половых клеток. Митоз обеспечивает преемственность в ряду клеточных поколений, а мейоз - в ряду поколений организмов.

Каждая соматическая клетка претерпевает ряд последовательных изменений, которые складываются в понятие клеточный цикл. Клеточный цикл состоит из 4-х фаз: G₁ –пресинтетическая, S - синтетическая, G₂ - постсинтетическая и М - собственно митоз. Первые три фазы представляют стадию интерфазы - период между клеточными делениями. Собственно митоз включает 4 фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. В результате нормального деления одной соматической клетки с диплоидным набором хромосом образуются две дочерние клетки также с диплоидными наборами хромо­сом. Благодаря такому типу деления в ряду клеточных поколений поддержи­вается постоянство числа хромосом, характерных для данного вида. В ре­зультате митоза происходит увеличение числа клеток, регенерация клеток и рост организма.

Процесс формирования половых клеток (гамет) протекает иначе, чем митоз. В результате мейоза из одной клетки с диплоидным (двойным) набо­ром хромосом образуется 4 клетки с гаплоидным (одинарным) набором. Мейоз состоит из двух делений, между которыми нет интерфазы. Различают мейоз I (редукционное деление) и мейоз II (эквационное деление). Каждое из этих делений включает 4 стадии: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. При первом делении клетки образуется две клетки с гаплоидным набором хромо­сом вследствие расхождения парных хромосом. При втором делении гапло­идный набор в дочерних клетках сохраняется за счет расхождения хроматид.

Биологическое значение мейоза состоит в том, что благодаря уменьше­нию вдвое числа хромосом в гаметах возможно поддержание постоянства числа хромосом вида из поколения в поколение. Оплодотворенная клетка (зигота) будет иметь вновь диплоидный набор хромосом, что обеспечивает его постоянство у данного вида животных.

Для живых организмов характерно постоянство числа хромосом. Раз­ные виды живых существ отличаются друг от друга по количеству и форме хромосом, находящихся в клеточном ядре. Набор хромосом, характерный для данного вида, называется кариотипом. В соматической клетке каждая хромосома имеет гомолога, т.е. одинаковую по форме и величине хромосому. Так, например, кариотип крупного рогатого скота состоит из 60 хромосом, или 30 пар; кариотип овцы — 54 хромосомы; кариотип лошади - 64 хромо­сомы, кариотип свиньи - 38 хромосом. При записи кариотипа особи указыва­ют общее число хромосом и тип половых хромосом (гоносом). Например, кариотип быка в норме - 60,ХY, а коровы – 60,ХХ; кариотип хряка - 38,ХY, а свиноматки - 38,XX.

За передачу наследственной информации у млекопитающих ответственны не только внутриядерные хромосомы, но и митохондриальная ДНК.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие органоиды клетки и их структуры играют основную роль в передаче наследственных признаков и свойств?

2. Какие существуют классификации Хромосом?

3. В чем разница между понятиями клеточный цикл и митоз? Охарактеризуйте фазы митоза.

4. Дайте определение мейоза. Назовите основные стадии мейоза.

5. В чем заключается биологический смысл митоза и мейоза?

6. Дайте определение кариотипа. Назовите кариотипы основных видов сельскохозяйственных животных