Строение и функции хромосом
На этой неделе мы много говорили о генетике, а значит – нелишним будет повторить, что такое хромосомы и как они устроены. Заодно вспомним некоторые смежные понятия и хромосомную теорию наследственности.
Хромосома – это нуклеопротеидная структура клеточного ядра, которая содержит в себе гены и несёт наследственную информацию о признаках и свойствах организма.
Таким образом, ключевая функция хромосом – хранение, реализация и передача наследственной информации.
В основе каждой хромосомы лежит единственная и чрезвычайно длинная молекула ДНК, упакованная вместе с белками. Совокупность всех хромосом клетки (молекул ДНК и связанных с ними белков) в неделящемся ядре носит название хроматин.
В интерфазе клеточного цикла (когда клетка не делится) хромосома находится в своей хроматиновой, то есть развёрнутой форме. В этот момент она настолько тонкая, что её невозможно разглядеть даже в самый мощный микроскоп. Увидеть её можно в метафазе митоза, когда клетка готовится к делению – тогда хромосомы сворачиваются и утолщаются, приобретая характерную Х-образную форму.
Ещё одно важное определение:
Кариотип – совокупность полного набора хромосом (число, размеры, форма и т. д.), присущего клеткам данного биологического вида.
Другими словами, это уникальный комплекс характеристик хромосомного набора соматической клетки, который включает:
- число и размеры хромосом;
- положение центромеры каждой из них;
- рисунок дифференциального окрашивания (это метод, который используется для определения кариотипа).
Итак, в метафазе митоза хромосома состоит из двух сестринских хроматид, каждая из которых содержит одну молекулу ДНК. Обе эти молекулы – точные копии друг друга, образованные в результате репликации.
Сестринские хроматиды соединяются небольшим фибриллярным тельцем, называемым центромерой.
Центромера – это место соединения двух хроматид (перетяжка), к которой присоединяются нити веретена во время деления. По обеим сторонам от неё лежат так называемые плечи хромосомы.
В зависимости от места расположения центромеры выделяют три типа хромосом:
- акроцентрические – их центромера находится практически на конце хромосомы, при этом второе плечо настолько мало, что его может быть не видно;
- субметацентрические – с плечами неравной длины;
- метацентрические – в этом случае центромера расположена посередине (или почти посередине) хромосомы.
У каждого вида живых организмов число хромосом постоянно и является характерным признаком данного вида. Этот признак называется видовым постоянством числа хромосом.
Например, клетки большинства бактерий содержат всего одну хромосому. У некоторых видов муравьёв их максимум две (причём только у самок, у самцов этого же вида хромосома одна).
Однако «больше» совсем не значит «круче». Так, у папоротника вида Ophioglossum reticulatum учёные насчитали аж 720 пар хромосом – то есть 1440 в общей сложности! (Но что-то я пока не слышала ни об одном папоротнике, который бы защитил докторскую или получил Нобелевку...)
Для справки: кариотип кошки содержит 38 хромосом, у собаки их 78, у коровы – 120, у мыши – 40, у гепарда – 38, у комара – 6, у камчатского краба – 208, а у наших близких родственников гориллы и макаки – 48 и 42 хромосомы соответственно.
В кариотипе человека, как ты помнишь, насчитывается 46 хромосом – 22 пары аутосом и одна пара половых хромосом. Хромосомы одной пары называются гомологичными. В одинаковых локусах (местах расположения) гомологичных хромосом содержатся аллельные, то есть отвечающие за один признак, гены.
Хромосомная теория наследственности
Эту теорию создал выдающийся американский генетик Томас Морган (о нём мы обязательно поговорим в одном из следующих постов).
Вот основные её положения, которые необходимо знать для ЕГЭ по биологии:
- Хромосомы представляют собой группы сцепления генов – участков хромосом. При этом набор генов каждой из негомологичных хромосом уникален.
- Каждый ген имеет своё, строго определённое место (локус) в хромосоме. Аллельные гены расположены в идентичных локусах гомологичных хромосом.
- Гены в хромосомах расположены в определённой линейной последовательности, т. е. друг за другом.
- Гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно, образуя группу сцепления; число таких групп равно гаплоидному набору хромосом и постоянно для каждого вида организмов.
- Сцепление генов может нарушаться в процессе кроссинговера, что приводит к образованию рекомбинантных хромосом; частота кроссинговера зависит от расстояния между генами: чем оно больше, тем больше величина кроссинговера.
- На основании частот рекомбинации определяют расстояние между генами, что позволяет строить генетические карты хромосом.
Ну вот, загрузила тебя под конец недели. Ничего, зато впереди – целых три дня выходных! А тем временем мы с командой готовим для тебя кое-что интересное... Расскажем об этом совсем скоро в нашей группе ВКонтакте – подпишись, чтобы не пропустить самое важное ;)