Ngayon ay susuriin natin ang isang kawili-wiling tanong na may kaugnayan sa biology. kurso sa paaralan, lalo na: mga uri ng chromosome, ang kanilang istraktura, mga function na ginanap, at iba pa.
Una kailangan mong maunawaan kung ano ito, isang chromosome? Kaya't kaugalian na tawagan ang mga elemento ng istruktura ng nucleus sa mga eukaryotic na selula. Ang mga particle na ito ay naglalaman ng DNA. Ang huli ay naglalaman ng namamana na impormasyon na ipinadala mula sa magulang na organismo sa mga inapo. Ito ay posible sa tulong ng mga gene ( mga yunit ng istruktura DNA).
Bago natin tingnan ang mga uri ng chromosome nang detalyado, mahalagang kilalanin ang ilang mga isyu. Halimbawa, bakit sila tinawag sa terminong ito? Noong 1888, binigyan sila ng siyentipikong si V. Waldeyer ng ganoong pangalan. Kung isinalin mula sa Griyego, pagkatapos ay literal na nakukuha natin ang kulay at ang katawan. Ano ang konektado nito? Maaari mong malaman sa artikulo. Napakainteresante din na ang mga chromosome ay karaniwang tinatawag na circular DNA sa bacteria. At ito ay sa kabila ng katotohanan na ang istraktura ng huli at eukaryotic chromosome ay ibang-iba.
Kwento
Kaya, naging malinaw sa amin na ang organisadong istraktura ng DNA at protina, na nakapaloob sa mga selula, ay tinatawag na chromosome. Napaka-interesante na ang isang piraso ng DNA ay naglalaman ng maraming gene at iba pang elemento na nag-encode ng lahat ng genetic na impormasyon ng isang organismo.
Bago isaalang-alang ang mga uri ng chromosome, ipinapanukala naming pag-usapan nang kaunti ang kasaysayan ng pag-unlad ng mga particle na ito. At kaya, ang mga eksperimento na sinimulang isagawa ng siyentipikong si Theodore Boveri noong kalagitnaan ng 1880s ay nagpakita ng kaugnayan sa pagitan ng mga kromosom at pagmamana. Kasabay nito, iniharap ni Wilhelm Roux ang sumusunod na teorya - ang bawat chromosome ay may iba't ibang genetic load. Ang teoryang ito ay sinubukan at napatunayan ni Theodore Boveri.
Salamat sa gawain ni Gregor Mendel noong 1900s, nasubaybayan ni Boveri ang kaugnayan sa pagitan ng mga patakaran ng mana at pag-uugali ng mga kromosom. Naiimpluwensyahan ng mga natuklasan ni Boveri ang mga sumusunod na cytologist:
- Edmund Beecher Wilson.
- Walter Sutton.
- Pintor ni Theophilus.
Ang gawain ni Edmund Wilson ay iugnay ang mga teorya nina Boveri at Sutton, na inilarawan sa aklat na The Cell in Development and Inheritance. Ang gawain ay nai-publish sa paligid ng 1902 at dealt sa chromosome theory ng pagmamana.
pagmamana
At isa pang minuto ng teorya. Sa kanyang mga sinulat, nalaman ng mananaliksik na si Walter Sutton kung ilang chromosome ang nasa nucleus pa rin ng isang cell. Nasabi na kanina na itinuturing ng siyentipiko ang mga particle na ito bilang mga carrier ng namamana na impormasyon. Bilang karagdagan, nalaman ni Walter na ang lahat ng chromosome ay binubuo ng mga gene, kaya sila mismo ang mga salarin na ang mga katangian at pag-andar ng magulang ay ipinadala sa mga inapo.
Kaayon, ang gawain ay isinagawa ni Theodore Boveri. Tulad ng nabanggit kanina, ang parehong mga siyentipiko ay nag-imbestiga ng ilang mga katanungan:
- paghahatid ng namamana na impormasyon;
- pagbabalangkas ng mga pangunahing probisyon sa papel ng mga chromosome.
Ang teoryang ito ay tinatawag na ngayon na teoryang Boveri-Sutton. Ang karagdagang pag-unlad nito ay isinagawa sa laboratoryo ng American biologist na si Thomas Morgan. Magkasama, nagawa ng mga siyentipiko na:
- magtatag ng mga pattern ng paglalagay ng gene sa data mga elemento ng istruktura;
- bumuo ng isang cytological base.
Istruktura
Sa seksyong ito, iminumungkahi naming isaalang-alang ang istraktura at mga uri ng chromosome. Kaya, ito ay tungkol sa mga istrukturang selula na nag-iimbak at nagpapadala ng namamana na impormasyon. Ano ang mga chromosome na gawa sa? Mula sa DNA at protina. Bilang karagdagan, ang mga bahagi ng mga chromosome ay bumubuo ng chromatin. Maraming naglalaro ang mga ardilya mahalagang papel para sa packaging ng DNA sa cell nucleus.
Ang core diameter ay hindi lalampas sa limang microns, at ang DNA ay ganap na nakaimpake sa core. Kaya, ang DNA sa nucleus ay may naka-loop na istraktura na sinusuportahan ng mga protina. Ang huli sa parehong oras ay kinikilala ang pagkakasunud-sunod ng mga nucleotides para sa kanilang convergence. Kung pag-aaralan mo ang istraktura ng mga chromosome sa ilalim ng mikroskopyo, kung gayon ang pinakamainam na oras para dito ay ang metaphase ng mitosis.
Ang chromosome ay may hugis ng isang maliit na stick, na binubuo ng dalawang chromatids. Ang huli ay hawak ng sentromere. Napakahalaga din na tandaan na ang bawat indibidwal na chromatid ay binubuo ng mga chromatin loops. Ang lahat ng chromosome ay maaaring nasa isa sa dalawang estado:
- aktibo;
- hindi aktibo.
Mga porma
Isasaalang-alang natin ngayon umiiral na mga uri mga chromosome. Sa seksyong ito, maaari mong malaman kung anong mga anyo ng mga particle na ito ang umiiral.
Ang lahat ng mga chromosome ay may sariling indibidwal na istraktura. Ang isang natatanging tampok ay ang mga tampok na pangkulay. Kung nag-aaral ka ng chromosome morphology, may ilang mahahalagang bagay na dapat bigyang pansin:
- lokasyon ng sentromere;
- haba ng balikat at posisyon.
Kaya, mayroong mga sumusunod na pangunahing uri ng chromosome:
- metacentric chromosome (kanilang tampok na nakikilala- ang lokasyon ng sentromere sa gitna, ang form na ito ay karaniwang tinatawag ding equal-arm);
- submetacentric (isang natatanging tampok ay ang pag-aalis ng constriction sa isa sa mga gilid, ang isa pang pangalan ay hindi pantay na mga balikat);
- acrocentric (isang natatanging tampok ay ang lokasyon ng centromere halos sa isang dulo ng chromosome, ang isa pang pangalan ay hugis ng baras);
- point (nakuha nila ang ganoong pangalan dahil sa ang katunayan na ang kanilang hugis ay napakahirap matukoy, na nauugnay sa isang maliit na sukat).
Mga pag-andar
Anuman ang uri ng mga chromosome sa mga tao at iba pang mga nilalang, ang mga particle na ito ay nagsasagawa ng masa. iba't ibang function. Tungkol Saan sa tanong ay matatagpuan sa seksyong ito ng artikulo.
- Sa pag-iimbak ng namamana na impormasyon. Ang mga kromosom ay mga tagapagdala ng genetic na impormasyon.
- sa paghahatid ng namamana na impormasyon. Ang namamana na impormasyon ay ipinadala sa pamamagitan ng pagtitiklop ng molekula ng DNA.
- Sa pagpapatupad ng namamana na impormasyon. Salamat sa pagpaparami ng isa o ibang uri ng i-RNA, at, nang naaayon, isa o ibang uri ng protina, ang kontrol ay isinasagawa sa lahat ng mahahalagang proseso ng cell at ng buong organismo.
DNA at RNA
Tiningnan namin kung anong mga uri ng chromosome ang umiiral. Ngayon ay bumaling tayo sa isang detalyadong pag-aaral ng tanong ng papel ng DNA at RNA. Napakahalagang tandaan na ang mga nucleic acid ang bumubuo ng halos limang porsyento ng masa ng cell. Lumilitaw ang mga ito sa amin bilang mononucleotides at polynucleotides.
Mayroong dalawang uri ng mga nucleic acid na ito:
- DNA, na kumakatawan sa mga deoxyribonucleic acid;
- RNA, decoding - ribonucleic acids.
Bilang karagdagan, mahalagang tandaan na ang mga polimer na ito ay binubuo ng mga nucleotide, iyon ay, mga monomer. Ang mga monomer na ito sa parehong DNA at RNA ay karaniwang magkapareho sa istraktura. Ang bawat indibidwal na nucleotide ay binubuo rin ng ilang mga bahagi, o sa halip, tatlo, na magkakaugnay sa pamamagitan ng matibay na mga bono.
Ngayon ng kaunti tungkol sa biyolohikal na papel DNA at RNA. Upang magsimula, mahalagang tandaan na ang tatlong uri ng RNA ay maaaring mangyari sa isang cell:
- impormasyon (pag-alis ng impormasyon mula sa DNA, na kumikilos bilang isang matrix para sa synthesis ng protina);
- transportasyon (nagdadala ng mga amino acid para sa synthesis ng protina);
- ribosomal (nakikilahok sa biosynthesis ng protina, pagbuo ng istraktura ng ribosome).
Ano ang papel ng DNA? Ang mga particle na ito ay nag-iimbak ng impormasyon ng pagmamana. Ang mga seksyon ng chain na ito ay naglalaman ng isang espesyal na pagkakasunud-sunod ng mga nitrogenous base, na responsable para sa mga namamana na katangian. Bilang karagdagan, ang papel ng DNA ay nakasalalay sa paglipat ng mga tampok na ito sa panahon ng proseso ng paghahati ng cell. Sa tulong ng RNA sa mga cell, ang RNA synthesis ay isinasagawa, dahil kung saan nangyayari ang synthesis ng protina.
Chromosomal set
Kaya, tinitingnan natin ang mga uri ng chromosome, set ng chromosome. Bumaling kami sa isang detalyadong pagsasaalang-alang sa isyu tungkol sa set ng chromosome.
Ang bilang ng mga elementong ito ay isang katangiang katangian ng mga species. Halimbawa, kunin ang Drosophila fly. Siya ay may kabuuang walo, at ang mga primate ay may apatnapu't walo. Ang katawan ng tao ay may apatnapu't anim na chromosome. Agad naming iginuhit ang iyong pansin sa katotohanan na ang kanilang bilang ay pareho para sa lahat ng mga selula ng katawan.
Bilang karagdagan, mahalagang maunawaan na mayroong dalawa posibleng mga uri hanay ng mga chromosome:
- diploid (katangian ng eukaryotic cells, ay isang kumpletong hanay, iyon ay, 2n ay naroroon sa somatic cells);
- haploid (kalahati ng kumpletong hanay, i.e. n, ay naroroon sa mga selulang mikrobyo).
Kinakailangang malaman na ang mga chromosome ay bumubuo ng isang pares, ang mga kinatawan nito ay mga homologue. Ano ang ibig sabihin ng katagang ito? Homologous ay tinatawag na chromosomes na may parehong hugis, istraktura, lokasyon ng centromere, at iba pa.
mga chromosome sa sex
Ngayon ay titingnan natin ang susunod na uri ng chromosome - kasarian. Ito ay hindi isa, ngunit isang pares ng mga chromosome, naiiba sa mga lalaki at babae ng parehong species.
Bilang isang patakaran, ang isa sa mga organismo (lalaki o babae) ay may-ari ng dalawang magkapareho, medyo malalaking X chromosome, habang ang genotype ay XX. Ang isang indibiduwal ng opposite sex ay may isang X chromosome at isang medyo maliit na Y chromosome. Ang genotype ay XY. Mahalaga rin na tandaan na sa ilang mga kaso ang pagbuo ng kasarian ng lalaki ay nangyayari sa kawalan ng isa sa mga chromosome, iyon ay, ang X0 genotype.
mga autosome
Ang mga ito ay ipinares na mga particle sa mga organismo na may chromosomal sex determination, na pareho para sa mga lalaki at babae. Mas simple, lahat ng chromosome (maliban sa sex) ay mga autosome.
Pakitandaan na ang presensya, mga kopya at istraktura ay hindi nakadepende sa kasarian ng mga eukaryote. Lahat ng autosome ay may serial number. Kung kukuha tayo ng isang tao, kung gayon ang dalawampu't dalawang pares (apatnapu't apat na chromosome) ay mga autosome, at isang pares (dalawang chromosome) ay mga sex chromosome.
Ang mga chromosome ay mga istruktura ng cell na nag-iimbak at nagpapadala ng namamana na impormasyon. Ang chromosome ay binubuo ng DNA at protina. Ang kumplikado ng mga protina na nauugnay sa DNA ay bumubuo ng chromatin. Ang mga protina ay may mahalagang papel sa pag-iimpake ng mga molekula ng DNA sa nucleus.
Ang DNA sa mga chromosome ay nakaimpake sa paraang magkasya ito sa nucleus, ang diameter nito ay karaniwang hindi lalampas sa 5 microns (5-10-4 cm). Ang packaging ng DNA ay nasa anyo ng isang naka-loop na istraktura, katulad ng amphibian lampbrush chromosome o insect polytene chromosome. Ang mga loop ay pinananatili ng mga protina na kinikilala ang mga tiyak na pagkakasunud-sunod ng nucleotide at pinaglalapit ang mga ito. Ang istraktura ng chromosome ay pinakamahusay na nakikita sa metaphase ng mitosis.
Ang chromosome ay isang istraktura na may hugis ng baras at binubuo ng dalawang magkakapatid na chromatids, na hawak ng centromere sa rehiyon ng pangunahing constriction. Ang bawat chromatid a ay binuo mula sa mga chromatin loops. Ang Chromatin ay hindi gumagaya. DNA lang ang ginagaya.
Kapag nagsimula ang pagtitiklop ng DNA, hihinto ang synthesis ng RNA. Ang mga kromosom ay maaaring nasa dalawang estado: condensed (hindi aktibo) at decondensed (aktibo).
Ang diploid set ng mga chromosome sa isang organismo ay tinatawag na karyotype. Mga modernong pamamaraan pinahihintulutan ka ng pananaliksik na matukoy ang bawat chromosome sa karyotype. Upang gawin ito, isaalang-alang ang pamamahagi ng mga liwanag at madilim na banda na nakikita sa ilalim ng isang mikroskopyo (paghahalili ng mga pares ng AT at GC) sa mga chromosome na ginagamot sa mga espesyal na tina. Ang transverse striation ay nagtataglay ng mga chromosome ng mga kinatawan iba't ibang uri. Sa mga kaugnay na species, halimbawa, sa mga tao at chimpanzee, ang pattern ng paghahalili ng mga banda sa mga chromosome ay halos magkapareho.
Ang chromosome ay isang pinahabang, structured na set ng mga gene na nagdadala ng impormasyon tungkol sa heredity at nabuo mula sa isang condensed. Ang Chromatin ay binubuo ng DNA at mga protina na mahigpit na pinagsama-sama upang bumuo ng mga chromatin fibers. Ang mga condensed chromatin fibers ay bumubuo ng mga chromosome. Ang mga chromosome ay matatagpuan sa atin. Ang mga set ng chromosome ay pinagsama-sama (isa mula sa ina at isa mula sa ama) at kilala bilang.
Diagram ng istraktura ng chromosome sa yugto ng metaphase
Ang mga non-duplicated chromosome ay single-stranded at binubuo ng isang rehiyon na nag-uugnay sa mga chromosome arm. Ang maikling braso ay tinutukoy ng titik p, at ang mahabang sulat q. Ang mga terminal na rehiyon ng chromosome ay tinatawag na telomeres, na binubuo ng mga paulit-ulit na non-coding na mga sequence ng DNA na umiikli sa panahon ng cell division.
pagdoble ng mga chromosome
Nangyayari ang pagdoble ng kromosomal bago ang mga proseso ng paghahati sa pamamagitan ng o. Ang mga proseso ng pagtitiklop ng DNA ay nagpapanatili ng tamang bilang ng mga chromosome pagkatapos ng paghahati ng parent cell. Ang duplicated chromosome ay binubuo ng dalawang magkaparehong chromosome, tinatawag na , na naka-link sa centromere. Ang mga kapatid na babae ay nananatiling magkasama hanggang sa katapusan ng proseso ng paghahati, kung saan sila ay pinaghihiwalay ng mga hibla ng spindle at nakapaloob. Sa sandaling ang mga ipinares na chromatid ay nahiwalay sa isa't isa, ang bawat isa sa kanila ay nagiging.
Mga Chromosome at cell division
Isa sa pinaka mahahalagang elemento matagumpay paghahati ng selula ay ang tamang distribusyon ng mga chromosome. Sa mitosis, nangangahulugan ito na ang mga chromosome ay dapat ipamahagi sa pagitan ng dalawang anak na selula. Sa meiosis, ang mga chromosome ay ipinamamahagi sa apat na mga cell ng anak na babae. Ang spindle ay responsable para sa paggalaw ng mga chromosome sa panahon ng cell division.
Ang ganitong uri ng paggalaw ng cell ay nauugnay sa mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga spindle microtubule at mga protina ng motor na nagtutulungan upang paghiwalayin ang mga chromosome. Mahalagang mapanatili ng mga daughter cell ang tamang bilang ng mga chromosome. Ang mga error na nangyayari sa panahon ng cell division ay maaaring humantong sa hindi balanseng mga chromosome number, pagkakaroon ng masyadong marami o hindi sapat na chromosome. Ang abnormalidad na ito ay kilala bilang aneuploidy at maaaring mangyari sa mga autosomal chromosome sa panahon ng mitosis o sa mga sex chromosome sa panahon ng meiosis. Ang mga abnormalidad sa chromosome number ay maaaring humantong sa Problema sa panganganak mga karamdaman sa pag-unlad at kamatayan.
Mga kromosom at paggawa ng protina
Ang paggawa ng protina ay mahalaga proseso ng cellular, na nakasalalay sa DNA at chromosome. Ang DNA ay naglalaman ng mga segment na tinatawag na mga gene na nagko-code para sa mga protina. Sa panahon ng paggawa ng protina, ang DNA ay natanggal at ang mga coding segment nito ay na-transcribe sa isang RNA transcript. Ang RNA transcript ay isinalin upang bumuo ng isang protina.
Chromosome mutation
Ang mga mutation ng chromosome ay mga pagbabagong nagaganap sa mga chromosome at kadalasang resulta ng mga error na nagaganap sa panahon ng meiosis o kapag nalantad sa mga mutagens tulad ng mga kemikal na sangkap o radiation.
Ang pagkasira at pagdoble ng mga chromosome ay maaaring humantong sa ilang uri ng mga pagbabago sa istruktura sa chromosome na kadalasang nakakapinsala sa mga tao. Ang mga uri ng mutasyon na ito ay nagreresulta sa mga chromosome na may dagdag na mga gene sa maling pagkakasunod-sunod. Ang mga mutasyon ay maaari ding gumawa ng mga cell na may maling bilang ng mga chromosome. Ang mga abnormal na chromosome number ay kadalasang nagreresulta mula sa nondisjunction o pagkagambala ng mga homologous chromosome sa panahon ng meiosis.
Ang mga kromosom ay ang mga istrukturang nucleoprotein ng isang eukaryotic cell na nag-iimbak ng karamihan ng namamana na impormasyon. Dahil sa kanilang kakayahang magparami ng kanilang sarili, ang mga chromosome ang nagbibigay genetic na koneksyon mga henerasyon. Ang mga chromosome ay nabuo mula sa isang mahabang molekula ng DNA, na naglalaman ng isang linear na grupo ng maraming mga gene, at lahat ng genetic na impormasyon, maging ito man ay tungkol sa isang tao, hayop, halaman, o anumang iba pang nilalang.
Ang morpolohiya ng mga chromosome ay nauugnay sa antas ng kanilang spiralization. Kaya, kung sa yugto ng interphase ang mga chromosome ay pinakamataas na na-deploy, pagkatapos ay sa simula ng paghahati, ang mga chromosome ay aktibong umiikot at umikli. Naabot nila ang kanilang pinakamataas na pagpapaikli at spiralization sa panahon ng metaphase stage, kapag nabuo ang mga bagong istruktura. Ang yugtong ito ay pinaka-maginhawa para sa pag-aaral ng mga katangian ng mga kromosom at ang kanilang mga morphological na katangian.
Ang kasaysayan ng pagtuklas ng mga chromosome
Bumalik sa kalagitnaan ng ikalabinsiyam na siglo bago ang huling, maraming mga biologist, na nag-aaral ng istraktura ng mga selula ng halaman at hayop, ay nakakuha ng pansin sa manipis na mga filament at ang pinakamaliit na hugis-singsing na mga istraktura sa nucleus ng ilang mga cell. At ngayon ang siyentipikong Aleman na si Walter Fleming, gamit ang aniline dyes upang iproseso ang mga istrukturang nuklear ng cell, kung ano ang tinatawag na "opisyal" ay nagbubukas ng mga chromosome. Mas tiyak, ang natuklasang sangkap ay tinawag niyang "chromatid" para sa kakayahang mantsang, at ang terminong "chromosome" ay ipinakilala sa paggamit ng ilang sandali (noong 1888) ng isa pang siyentipikong Aleman, si Heinrich Wilder. Ang salitang "chromosome" ay nagmula sa mga salitang Griyego na "chroma" - kulay at "somo" - katawan.
Chromosomal theory of heredity
Siyempre, ang kasaysayan ng pag-aaral ng mga chromosome ay hindi natapos sa kanilang pagtuklas, kaya noong 1901-1902, ang mga Amerikanong siyentipiko na sina Wilson at Saton, nang nakapag-iisa sa isa't isa, ay nakakuha ng pansin sa pagkakapareho sa pag-uugali ng mga chromosome at Mendeleian na mga kadahilanan ng pagmamana - mga gene. Bilang isang resulta, ang mga siyentipiko ay dumating sa konklusyon na ang mga gene ay matatagpuan sa mga chromosome at ito ay sa pamamagitan ng mga ito na ang genetic na impormasyon ay ipinadala mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon, mula sa mga magulang hanggang sa mga bata.
Noong 1915-1920, ang pakikilahok ng mga chromosome sa paghahatid ng mga gene ay napatunayan sa pagsasanay sa isang buong serye ng mga eksperimento na ginawa ng Amerikanong siyentipiko na si Morgan at ng kanyang mga tauhan sa laboratoryo. Nagawa nilang i-localize ang ilang daan namamana na mga gene at lumikha ng mga genetic na mapa ng mga chromosome. Batay sa mga datos na ito, nilikha ang chromosome theory of heredity.
Ang istraktura ng mga chromosome
Ang istraktura ng chromosome ay nag-iiba depende sa species, kaya ang metaphase chromosome (nabuo sa metaphase stage sa panahon ng cell division) ay binubuo ng dalawang longitudinal thread - chromatids, na konektado sa isang punto na tinatawag na centromere. Ang centromere ay ang bahagi ng chromosome na responsable para sa paghihiwalay ng mga kapatid na chromatids sa mga anak na selula. Hinahati din niya ang chromosome sa dalawang bahagi, na tinatawag na maikli at mahabang braso, siya rin ang may pananagutan sa paghahati ng chromosome, dahil naglalaman ito ng isang espesyal na sangkap - ang kinetochore, kung saan nakakabit ang mga istruktura ng dibisyon ng spindle.
Narito ang larawan ay nagpapakita ng visual na istraktura ng chromosome: 1. chromatids, 2. centromere, 3. maikling braso ng chromatids, 4. mahabang braso ng chromatids. Sa dulo ng mga chromatids ay mga telomere, mga espesyal na elemento na nagpoprotekta sa chromosome mula sa pinsala at pumipigil sa mga fragment na magkadikit.
Mga hugis at uri ng chromosome
Ang mga sukat ng chromosome ng mga halaman at hayop ay malaki ang pagkakaiba-iba: mula sa mga fraction ng isang micron hanggang sampu-sampung micron. Katamtamang haba metaphase chromosome nakahiga ang tao sa saklaw mula 1.5 hanggang 10 microns. Depende sa uri ng chromosome, ang kakayahan nitong mantsang ay magkakaiba din. Depende sa lokasyon ng centromere, ang mga sumusunod na anyo ng mga chromosome ay nakikilala:
- Metacentric chromosome, na nailalarawan sa pamamagitan ng isang median na lokasyon ng sentromere.
- Submetacentric, ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang hindi pantay na pag-aayos ng mga chromatids, kapag ang isang balikat ay mas mahaba at ang pangalawa ay mas maikli.
- Acrocentric o hugis ng baras. Ang kanilang centromere ay matatagpuan halos sa pinakadulo ng chromosome.
Mga function ng chromosome
Ang mga pangunahing pag-andar ng mga chromosome, kapwa para sa mga hayop at para sa mga halaman at sa pangkalahatan para sa lahat ng nabubuhay na nilalang, ay ang paglipat ng namamana, genetic na impormasyon mula sa mga magulang patungo sa mga bata.
Set ng mga chromosome
Ang kahalagahan ng mga chromosome ay napakalaki na ang kanilang bilang sa mga cell, pati na rin ang mga katangian ng bawat chromosome, ay matukoy tampok isang biological species o iba pa. Kaya, halimbawa, ang fruit fly ay may 8 chromosome, ang y - 48, at ang human chromosome set ay 46 chromosome.
Sa kalikasan, mayroong dalawang pangunahing uri ng chromosome set: single o haploid (na nilalaman sa mga germ cell) at double o diploid. Ang diploid set ng mga chromosome ay may isang nakapares na istraktura, iyon ay, ang buong hanay ng mga chromosome ay binubuo ng mga pares ng chromosome.
Human chromosome set
Tulad ng isinulat namin sa itaas, ang mga cell katawan ng tao naglalaman ng 46 chromosome, na pinagsama sa 23 pares. Magkasama silang bumubuo sa human chromosome set. Ang unang 22 pares ng mga chromosome ng tao (tinatawag silang mga autosome) ay karaniwan para sa parehong mga lalaki at babae, at 23 pares lamang - mga chromosome ng sex - naiiba sa iba't ibang kasarian, tinutukoy din nito ang kasarian ng isang tao. Ang kabuuan ng lahat ng mga pares ng chromosome ay tinatawag ding karyotype.
Ang species na ito ay may human chromosome set, 22 pares ng double diploid chromosome ay naglalaman ng lahat ng aming namamana na impormasyon, at ang huling pares ay iba, sa mga lalaki ito ay binubuo ng isang pares ng conditional X at Y sex chromosomes, habang sa mga babae mayroong dalawang X chromosomes .
Ang lahat ng mga hayop ay may katulad na istraktura ng chromosome set, tanging ang bilang ng mga non-sex chromosome sa bawat isa sa kanila ay naiiba.
Mga genetic na sakit na nauugnay sa mga chromosome
Ang paglabag sa mga chromosome, o kahit na ang kanilang maling numero ay ang sanhi ng marami genetic na sakit. Halimbawa, lumilitaw ang Down syndrome dahil sa pagkakaroon ng dagdag na chromosome sa human chromosome set. At ganoon genetic na sakit Tulad ng color blindness, ang hemophilia ay sanhi ng mga malfunctions ng mga umiiral na chromosome.
Mga kromosom, video
At sa konklusyon, isang kawili-wiling pang-edukasyon na video tungkol sa mga chromosome.
Ang artikulong ito ay makukuha sa wikang Ingles — .
Bilang bahagi ng capsid.
Encyclopedic YouTube
1 / 5
✪ Mga Chromosome, chromatids, chromatin, atbp.
✪ Mga gene, DNA at chromosome
✪ Ang pinakamahalagang tuntunin ng genetika. loci at mga gene. homologous chromosome. Pagsasama at pagtawid.
✪ Mga sakit sa Chromosomal. Mga halimbawa at dahilan. Biology video lesson Grade 10
✪ Mga teknolohiyang cellular. DNA. Chromosome. Genome. Programa "Sa unang pagtatantya"
Mga subtitle
Bago sumisid sa mekanika ng cell division, sa tingin ko ay makatutulong na pag-usapan ang tungkol sa bokabularyo na nauugnay sa DNA. Mayroong maraming mga salita, at ang ilan sa mga ito ay magkatulad sa bawat isa. Maaari silang maging nakalilito. Una, gusto kong pag-usapan kung paano bumubuo ang DNA ng mas maraming DNA, gumagawa ng mga kopya ng sarili nito, o kung paano ito gumagawa ng mga protina sa pangkalahatan. Napag-usapan na natin ito sa video tungkol sa DNA. Hayaan akong gumuhit ng isang maliit na piraso ng DNA. Mayroon akong A, G, T, hayaan mo akong magkaroon ng dalawang T at pagkatapos ay dalawang C. Napakaliit na lugar. Ito ay patuloy na ganito. Siyempre, ito ay isang double helix. Ang bawat titik ay tumutugma sa sarili nitong. Pipinturahan ko sila ng ganitong kulay. Kaya, ang A ay tumutugma sa T, ang G ay tumutugma sa C, (mas tiyak, ang G ay bumubuo ng mga hydrogen bond na may C), T - na may A, T - na may A, C - na may G, C - na may G. Ang buong spiral na ito ay umaabot, hayaan natin sabihin, sa direksyong ito . Kaya mayroong ilang magkakaibang proseso na kailangang isagawa ng DNA na ito. Ang isa sa mga ito ay may kinalaman sa iyong mga selula ng katawan - kailangan mong gumawa ng higit pa sa iyong mga selula ng balat. Kailangang kopyahin ng iyong DNA ang sarili nito. Ang prosesong ito ay tinatawag na pagtitiklop. Kinukopya mo ang DNA. Ipapakita ko sa iyo ang replikasyon. Paano kokopyahin ng DNA na ito ang sarili nito? Ito ay isa sa mga pinaka-kahanga-hangang katangian ng istraktura ng DNA. Pagtitiklop. Gumagawa ako ng pangkalahatang pagpapasimple, ngunit ang ideya ay ang dalawang DNA strands ay naghihiwalay, at hindi ito nangyayari sa sarili nitong. Ito ay pinadali ng masa ng mga protina at enzyme, ngunit sa detalye ay magsasalita ako tungkol sa microbiology sa isa pang video. Kaya ang mga kadena na ito ay hiwalay sa isa't isa. Ililipat ko ang kadena dito. Hiwalay sila sa isa't isa. Kukuha ako ng isa pang kadena. Masyadong malaki ang isang ito. Magiging ganito ang hitsura ng circuit na ito. Hiwalay sila sa isa't isa. Ano ang maaaring mangyari pagkatapos nito? Aalisin ko ang mga karagdagang piraso dito at dito. Kaya narito ang aming double helix. Lahat sila ay konektado. Ito ay mga pares ng base. Ngayon ay hiwalay na sila sa isa't isa. Ano ang magagawa ng bawat isa sa kanila pagkatapos ng paghihiwalay? Maaari na silang maging matrix para sa isa't isa. Tingnan mo... Kung ang kadena na ito ay nag-iisa, ngayon, bigla-bigla, ang isang thymine base ay maaaring sumama at sumali dito, at ang mga nucleotide na ito ay magsisimulang pumila. Thymine at cytosine, at pagkatapos ay adenine, adenine, guanine, guanine. Tapos ayun. At pagkatapos, sa kabilang bahagi na ito, sa berdeng kadena na dating nakakabit sa asul na ito, ang parehong bagay ay mangyayari. Magkakaroon ng adenine, guanine, thymine, thymine, cytosine, cytosine. Anong nangyari? Sa pamamagitan ng paghihiwalay at pagdadala ng mga pantulong na base, nakagawa kami ng kopya ng molekulang ito. Gagawin namin ang microbiology nito sa hinaharap, para lang ito Pangkalahatang ideya tungkol sa kung paano kinokopya ng DNA ang sarili nito. Lalo na kapag tinitingnan natin ang mitosis at meiosis, masasabi kong, "Ito ang yugto kung saan nangyayari ang pagtitiklop." Ngayon, isa pang proseso na mas marami kang maririnig. Kinausap ko siya sa DNA video. Ito ay isang transkripsyon. Sa DNA video, hindi ko gaanong binigyang pansin kung paano nadodoble ng DNA ang sarili nito, ngunit ang isa sa mga magagandang bagay tungkol sa double strand na disenyo ay ang madaling i-duplicate ang sarili nito. Paghiwalayin mo lang ang 2 strips, 2 spirals, at pagkatapos ay magiging matrix sila para sa isa pang chain, at pagkatapos ay lilitaw ang isang kopya. Ngayon transkripsyon. Ito ang dapat mangyari sa DNA upang makabuo ng mga protina, ngunit ang transkripsyon ay isang intermediate na hakbang. Ito ang yugto kung saan lumipat ka mula sa DNA patungo sa mRNA. Pagkatapos ang mRNA na ito ay umalis sa cell nucleus at napupunta sa mga ribosome. Magsasalita ako tungkol dito sa loob ng ilang segundo. Para magawa din natin. Ang mga kadena na ito ay muling pinaghihiwalay sa panahon ng transkripsyon. Ang isa ay naghihiwalay dito, at ang isa ay naghihiwalay... at ang isa ay maghihiwalay dito. Kahanga-hanga. Maaaring makatuwiran na gumamit lamang ng kalahati ng kadena - aalisin ko ang isa. Iyon ang paraan. Ita-transcribe natin ang berdeng bahagi. Narito siya. tatanggalin ko lahat ng ito. Maling kulay. Kaya, binubura ko ang lahat ng ito. Ano ang mangyayari kung sa halip na mga deoxyribonucleic acid nucleotides na ipinares sa DNA strand na ito, mayroon kang ribonucleic acid, o RNA, na mga pares. Ilalarawan ko ang RNA sa magenta. Magpapares ang RNA sa DNA. Ang thymine, na matatagpuan sa DNA, ay ipapares sa adenine. Guanine, ngayon kapag pinag-uusapan natin ang tungkol sa RNA, sa halip na thymine, magkakaroon tayo ng uracil, uracil, cytosine, cytosine. At magpapatuloy ito. Ito ay mRNA. Messenger RNA. Ngayon ay humiwalay na siya. Ang mRNA na ito ay naghihiwalay at umalis sa nucleus. Umalis ito sa nucleus, at pagkatapos ay magaganap ang pagsasalin. I-broadcast. Isulat natin ang katagang ito. I-broadcast. Galing ito sa mRNA... Sa DNA video, mayroon akong maliit na tRNA. Ang paglipat ng RNA ay parang isang trak na nagdadala ng mga amino acid sa mRNA. Ang lahat ng ito ay nangyayari sa isang bahagi ng cell na tinatawag na ribosome. Ang pagsasalin ay nangyayari mula sa mRNA hanggang sa protina. Nakita namin na nangyari. Kaya, mula sa mRNA hanggang protina. Nasa iyo ang chain na ito - gagawa ako ng kopya. Kokopyahin ko ang buong kadena nang sabay-sabay. Ang strand na ito ay naghihiwalay, umalis sa core, at pagkatapos ay mayroon kang mga maliliit na trak na ito ng tRNA, na, sa katunayan, ay nagmamaneho, wika nga. Kaya sabihin nating mayroon akong tRNA. Tingnan natin ang adenine, adenine, guanine at guanine. Ito ay RNA. Ito ay isang codon. Ang isang codon ay may 3 pares ng base at isang amino acid na nakakabit dito. Mayroon kang ilang iba pang bahagi ng tRNA. Sabihin nating uracil, cytosine, adenine. At isa pang amino acid ang nakakabit dito. Pagkatapos ang mga amino acid ay pinagsama at bumubuo ng isang mahabang kadena ng mga amino acid, na isang protina. Ang mga protina ay bumubuo ng mga kakaibang kumplikadong hugis. Para masiguradong naiintindihan mo. Magsisimula tayo sa DNA. Kung gagawa tayo ng mga kopya ng DNA, iyon ay pagtitiklop. Kinukopya mo ang DNA. Kaya kung gumawa tayo ng mga kopya ng DNA, iyon ay pagtitiklop. Kung magsisimula ka sa DNA at lumikha ng mRNA mula sa isang template ng DNA, iyon ay transkripsyon. Isulat natin. "Transkripsyon". Iyon ay, i-transcribe mo ang impormasyon mula sa isang form patungo sa isa pa - transkripsyon. Ngayon, kapag umalis ang mRNA sa nucleus ng cell... Gumuhit ako ng isang cell upang maakit ang pansin dito. Haharapin natin ang istraktura ng cell sa hinaharap. Kung ito buong cell, ang core ay ang sentro. Ito ay kung saan ang lahat ng DNA ay, lahat ng pagtitiklop at transkripsyon ay nagaganap dito. Ang mRNA pagkatapos ay umalis sa nucleus, at pagkatapos ay sa mga ribosom, na tatalakayin natin nang mas detalyado sa hinaharap, ang pagsasalin ay nangyayari at ang protina ay nabuo. Kaya mula sa mRNA hanggang protina ay pagsasalin. Nagsasalin ka mula sa genetic code sa tinatawag na protein code. Kaya ito ang broadcast. Ito ang eksaktong mga salita na karaniwang ginagamit upang ilarawan ang mga prosesong ito. Tiyaking ginagamit mo ang mga ito nang tama sa pamamagitan ng pagbibigay ng pangalan sa iba't ibang proseso. Ngayon ay isa pang bahagi ng terminolohiya ng DNA. Noong una ko siyang nakilala, akala ko sobrang nakakalito siya. Ang salita ay "chromosome". Isusulat ko ang mga salita dito - maaari mong pahalagahan kung gaano nakakalito ang mga ito: chromosome, chromatin at chromatid. Chromatid. So, yung chromosome, napag-usapan na natin. Baka may DNA strand ka. Ito ay isang double helix. Ang chain na ito, kung palakihin ko, ay talagang dalawang magkaibang chain. Mayroon silang konektado na mga pares ng base. Iginuhit ko lang ang mga pares ng base na magkakaugnay. Gusto kong maging malinaw: Iginuhit ko ang maliit na berdeng linyang ito dito. Ito ay isang double helix. Ito ay bumabalot sa mga protina na tinatawag na histones. Mga histone. Hayaang lumingon siya ng ganito at ganito, at pagkatapos ay ganito. Dito mayroon kang mga sangkap na tinatawag na histones, na mga protina. Iguhit natin sila ng ganito. Ganito. Ito ay isang istraktura, iyon ay, ang DNA na kasama ng mga protina na bumubuo nito, na nagiging sanhi ng pag-ikot nito nang higit pa. Sa huli, depende sa yugto ng buhay ng cell, iba't ibang istruktura ang bubuo. At kapag pinag-uusapan nucleic acid, na DNA, at pagsamahin ito sa mga protina, pagkatapos ay pinag-uusapan mo ang tungkol sa chromatin. Kaya ang chromatin ay DNA kasama ang mga istrukturang protina na nagbibigay sa DNA ng hugis nito. mga istrukturang protina. Ang ideya ng chromatin ay unang ginamit dahil sa kung ano ang nakita ng mga tao nang tumingin sila sa isang cell... Tandaan? Sa tuwing gumuguhit ako cell nucleus sa isang tiyak na paraan. Kaya magsalita. Ito ang nucleus ng cell. Gumuhit ako ng mga natatanging istruktura. Ito ay isa, ito ay isa pa. Siguro mas maikli siya, at mayroon siyang homologous chromosome. Iginuhit ko ang mga chromosome, tama ba? At ang bawat isa sa mga chromosome na ito, tulad ng ipinakita ko sa huling video, ay mahalagang mahahabang istruktura ng DNA, mahahabang hibla ng DNA na nakabalot nang mahigpit sa isa't isa. Iginuhit ko ito ng ganito. Kung mag-zoom in tayo, makikita natin ang isang chain, at talagang nakabalot ito sa sarili nitong ganito. Ito ang kanyang homologous chromosome. Tandaan, sa video sa pagkakaiba-iba, napag-usapan ko ang tungkol sa isang homologous chromosome na nagko-code para sa parehong mga gene, ngunit ibang bersyon ng mga ito. Ang asul ay mula kay tatay at ang pula ay mula kay nanay, ngunit sila ay mahalagang naka-code para sa parehong mga gene. Kaya ito ay isang strand na nakuha ko mula sa aking ama na may DNA ng istraktura na ito, tinatawag namin itong chromosome. Kaya chromosome. Gusto kong linawin, kinukuha lang ng DNA ang form na ito sa ilang partikular na yugto ng buhay kapag ito ay nagpaparami ng sarili nito, ibig sabihin. ay ginagaya. Mas tiyak, hindi kaya ... Kapag nahati ang cell. Bago maging may kakayahang maghati ang isang cell, ipinapalagay ng DNA ang mahusay na tinukoy na hugis na ito. Karamihan ang buhay ng isang cell, kapag ginawa ng DNA ang trabaho nito, kapag gumagawa ito ng mga protina, ibig sabihin, ang mga protina ay na-transcribe at isinalin mula sa DNA, hindi ito nakatiklop sa ganoong paraan. Kung ito ay nakatiklop, magiging mahirap para sa replication at transcription system na makarating sa DNA, gumawa ng mga protina, at gumawa ng anumang bagay. Karaniwang DNA... Hayaan akong gumuhit muli ng nucleus. Kadalasan, hindi mo ito makikita sa isang regular na light microscope. Ito ay napakanipis na ang buong helix ng DNA ay ganap na ipinamamahagi sa nucleus. Dito ko iginuhit, baka isa pa dito. At pagkatapos ay mayroon kang isang mas maikling chain na tulad nito. Ni hindi mo siya makikita. Wala ito sa ganitong mahusay na tinukoy na istraktura. Kadalasan ganito ang hitsura. Magkaroon ng ganoong maikling kadena. Makakakita ka lang ng katulad na gulo, na binubuo ng isang paghalu-halo ng mga kumbinasyon ng DNA at mga protina. Ito ang karaniwang tinatawag ng mga tao na chromatin. Ito ay kailangang isulat. "Chromatin" Kaya, ang mga salita ay maaaring maging lubhang hindi maliwanag at napaka-nakalilito, ngunit Pangkalahatang paggamit kapag pinag-uusapan mo ang isang well-defined single strand ng DNA, well-defined structure na tulad nito, isa itong chromosome. Ang konsepto ng "chromatin" ay maaaring tumukoy sa isang istraktura tulad ng isang chromosome, isang kumbinasyon ng DNA at mga protina na bumubuo nito, o sa isang disorder ng maraming chromosome na naglalaman ng DNA. Iyon ay, mula sa maraming chromosome at protina na pinaghalo. Gusto kong malinawan ito. Ngayon ang susunod na salita. Ano ang isang chromatid? Kaso nga lang hindi ko pa nagagawa... Hindi ko na maalala kung na-flag ko. Ang mga protina na ito na nagbibigay ng istraktura sa chromatin o bumubuo ng chromatin at nagbibigay din ng istraktura ay tinatawag na "histones". Kumain Iba't ibang uri, na nagbibigay ng istraktura sa iba't ibang antas, titingnan natin ang mga ito nang mas detalyado. Kaya ano ang isang chromatid? Kapag nag-replicate ang DNA... Sabihin nating DNA ko iyon, nasa normal na estado. Isang bersyon ay mula kay tatay, isang bersyon ay mula kay nanay. Ngayon ito ay ginagaya. Ang bersyon mula kay tatay una ay ganito ang hitsura. Ito ay isang malaking strand ng DNA. Lumilikha ito ng isa pang bersyon ng sarili nito, magkapareho kung gumagana nang maayos ang system, at ganito ang hitsura ng kaparehong bahaging iyon. Sa una sila ay nakakabit sa isa't isa. Ang mga ito ay nakakabit sa isa't isa sa isang lugar na tinatawag na sentromere. Ngayon, sa kabila ng katotohanan na mayroon akong 2 kadena dito, pinagsama. Dalawang magkatulad na kadena. Isang kadena dito, isa dito ... Bagama't hayaan mo akong ilagay ito sa ibang paraan. Sa prinsipyo, ito ay maaaring kinakatawan ng set iba't ibang paraan. Ito ay isang kadena dito, at narito ang isa pang kadena dito. Kaya mayroon kaming 2 kopya. Nag-code sila para sa eksaktong parehong DNA. Kaya. Magkapareho sila, kaya naman tinatawag ko pa rin itong chromosome. Isulat din natin ito. Ang lahat ng ito nang magkasama ay tinatawag na chromosome, ngunit ngayon ang bawat indibidwal na kopya ay tinatawag na chromatid. Kaya ito ay isang chromatid at ito ang isa pa. Minsan tinatawag silang mga kapatid na chromatid. Maaari din silang tawaging kambal na chromatids dahil pareho sila ng genetic na impormasyon. Kaya ang chromosome na ito ay may 2 chromatids. Ngayon, bago ang pagtitiklop, o bago ang pagdoble ng DNA, maaari mong sabihin na ang chromosome dito mismo ay may isang chromatid. Maaari mo itong tawaging chromatid, ngunit hindi ito kailangang maging. Nagsisimulang magsalita ang mga tao tungkol sa mga chromatid kapag dalawa sa kanila ang nasa isang chromosome. Nalaman namin na sa mitosis at meiosis ang 2 chromatids na ito ay naghihiwalay. Kapag naghiwalay sila, may isang strand ng DNA na dati mong tinawag na chromatid, ngayon ay tatawagin mo ang isang solong chromosome. Kaya ito ay isa sa kanila, at narito ang isa pa na maaaring sumanga sa direksyon na iyon. Bilugan ko itong kulay berde. Kaya't ang isang ito ay maaaring pumunta sa gilid na ito, at ang isang ito ay inikot ko ng kulay kahel, halimbawa, hanggang dito... Ngayon na sila ay hiwalay at hindi na konektado ng isang sentromere, kung ano ang orihinal na tinatawag nating isang kromosom na may dalawang chromatids, ngayon ikaw tumawag sa dalawang magkahiwalay na chromosome. O maaari mong sabihin na mayroon ka na ngayong dalawang magkahiwalay na chromosome, bawat isa ay binubuo ng isang chromatid. Umaasa ako na ito ay lumilinaw ng kaunti kahulugan ng mga termino nauugnay sa DNA. Palagi kong natagpuan ang mga ito sa halip nakalilito, ngunit sila ay magiging isang kapaki-pakinabang na tool kapag sinimulan natin ang mitosis at meiosis at pag-uusapan ko kung paano nagiging chromatid ang isang chromosome. Itatanong mo kung paano naging dalawang chromosome ang isang chromosome, at kung paano naging chromosome ang isang chromatid. Ang lahat ay umiikot sa bokabularyo. Pipili ako ng isa pa sa halip na tawagin itong chromosome at bawat isa sa mga indibidwal na chromosome na ito, ngunit iyon ang napagpasyahan nilang tawagan para sa amin. Maaaring nagtataka ka kung saan nagmula ang salitang "chromo". Marahil ay may kilala kang lumang Kodak film na tinatawag na "chrome color". Karaniwang "chromo" ay nangangahulugang "kulay". Sa tingin ko ito ay mula sa salitang Griyego para sa kulay. Noong unang tiningnan ng mga tao ang nucleus ng isang cell, gumamit sila ng dye, at ang tinatawag nating chromosome ay nabahiran ng dye. At nakita namin ito gamit ang isang light microscope. Ang bahaging "soma" ay nagmula sa salitang "soma" na nangangahulugang "katawan", ibig sabihin, nakakakuha tayo ng isang kulay na katawan. Kaya ipinanganak ang salitang "chromosome". May mantsa din ang Chromatin... Sana ay linawin nito ng kaunti ang mga konsepto ng "chromatid", "chromosome", "chromatin", at ngayon ay handa na tayo para sa pag-aaral ng mitosis at meiosis.
Ang kasaysayan ng pagtuklas ng mga chromosome
Ang mga unang paglalarawan ng mga chromosome ay lumitaw sa mga artikulo at libro ng iba't ibang mga may-akda noong 70s ng XIX na siglo, at ang priyoridad ng pagtuklas ng mga chromosome ay ibinibigay sa iba't ibang tao. Kabilang sa mga ito ang mga pangalan tulad ng I. D. Chistyakov (1873), A. Schneider (1873), E. Strasburger (1875), O. Büchli (1876) at iba pa. Kadalasan, ang taon ng pagtuklas ng mga chromosome ay tinatawag na 1882, at ang kanilang natuklasan ay ang German anatomist na si W. Fleming, na sa kanyang pangunahing aklat "Zellsubstanz, Kern at Zelltheilung" nakolekta at pinasimple ang impormasyon tungkol sa mga ito, na nagdaragdag sa mga resulta ng kanyang sariling pananaliksik. Ang terminong "chromosome" ay iminungkahi ng German histologist na si G. Waldeyer noong 1888. Ang "Chromosome" ay literal na nangangahulugang "may kulay na katawan", dahil ang mga pangunahing tina ay mahusay na naiugnay ng mga kromosom.
Matapos ang muling pagtuklas ng mga batas ni Mendel noong 1900, tumagal lamang ng isa o dalawang taon para maging malinaw na ang mga chromosome sa panahon ng meiosis at fertilization ay kumikilos nang eksakto tulad ng inaasahan mula sa "heredity particles". Noong 1902 T. Boveri at noong 1902-1903 W. Setton ( Walter Sutton) malayang naglagay ng hypothesis tungkol sa genetic na papel mga chromosome.
Noong 1933, para sa pagtuklas ng papel ng mga chromosome sa pagmamana, natanggap ni T. Morgan Nobel Prize sa Physiology at Medisina.
Morpolohiya ng metaphase chromosomes
Sa yugto ng metaphase ng mitosis, ang mga chromosome ay binubuo ng dalawang longitudinal na kopya na tinatawag na sister chromatids, na nabuo sa panahon ng pagtitiklop. Sa metaphase chromosomes, ang mga sister chromatids ay konektado sa rehiyon pangunahing paghihigpit tinatawag na sentromere. Ang sentromere ay responsable para sa paghihiwalay ng mga kapatid na chromatids sa mga cell ng anak na babae sa panahon ng paghahati. Sa centromere, ang kinetochore ay binuo - isang kumplikadong istraktura ng protina na tumutukoy sa attachment ng chromosome sa microtubule ng spindle division - ang mga movers ng chromosome sa mitosis. Hinahati ng centromere ang mga chromosome sa dalawang bahagi na tinatawag balikat. Sa karamihan ng mga species, ang maikling braso ng chromosome ay tinutukoy ng titik p, mahabang balikat - sulat q. Ang haba ng kromosom at posisyon ng sentromere ay ang mga pangunahing tampok na morphological ng metaphase chromosome.
Tatlong uri ng istraktura ng chromosome ay nakikilala depende sa lokasyon ng sentromere:
Ang pag-uuri na ito ng mga chromosome batay sa ratio ng haba ng braso ay iminungkahi noong 1912 ng Russian botanist at cytologist na si S. G. Navashin. Bilang karagdagan sa itaas tatlong uri Pinili rin ni S. G. Navashin telocentric chromosome, iyon ay, chromosome na may isang braso lamang. Gayunpaman, ayon sa modernong ideya Walang tunay na telocentric chromosome. Ang pangalawang braso, kahit na napakaikli at hindi nakikita sa isang maginoo na mikroskopyo, ay laging naroroon.
Dagdag tampok na morphological ilang chromosome ang tinatawag na pangalawang paghihigpit, na panlabas na naiiba mula sa pangunahin sa pamamagitan ng kawalan ng kapansin-pansing anggulo sa pagitan ng mga segment ng chromosome. Ang mga pangalawang constriction ay may iba't ibang haba at maaaring matatagpuan sa iba't ibang mga punto kasama ang haba ng chromosome. Sa pangalawang constrictions, bilang panuntunan, mayroong mga nucleolar organizer na naglalaman ng maraming pag-uulit ng mga gene na nag-encode ng ribosomal RNA. Sa mga tao, ang mga pangalawang constriction na naglalaman ng ribosomal genes ay matatagpuan sa maikling braso ng acrocentric chromosome; pinaghihiwalay nila ang maliliit na chromosome segment mula sa pangunahing katawan ng chromosome, na tinatawag na mga satellite. Ang mga chromosome na may satellite ay tinatawag na SAT chromosome (lat. SAT (Sine Acid Thymonucleinico)- walang DNA).
Differential staining ng metaphase chromosome
Sa monochrome staining ng chromosomes (aceto-carmine, aceto-orcein, Fölgen o Romanovsky-Giemsa staining), ang bilang at laki ng mga chromosome ay maaaring matukoy; ang kanilang hugis, pangunahin na tinutukoy ng posisyon ng sentromere, ang pagkakaroon ng pangalawang constrictions, mga satellite. Sa karamihan ng mga kaso, ang mga palatandaang ito ay hindi sapat upang matukoy ang mga indibidwal na chromosome sa set ng chromosome. Bilang karagdagan, ang mga chromosome na may kulay na monochrome ay kadalasang halos magkapareho sa mga species. Differential staining ng chromosome iba't ibang pamamaraan na binuo noong unang bahagi ng 70s ng XX century, ay nagbigay ng cytogenetics ng isang makapangyarihang tool para sa pagtukoy ng parehong mga indibidwal na chromosome sa kabuuan at sa kanilang mga bahagi, at sa gayon ay pinapadali ang pagsusuri ng genome.
Ang mga pamamaraan ng differential staining ay nahahati sa dalawang pangunahing grupo:
Mga antas ng compaction ng chromosomal DNA
Ang batayan ng chromosome ay isang linear DNA macromolecule na may malaking haba. Sa mga molekula ng DNA ng mga kromosom ng tao, mayroong mula 50 hanggang 245 milyong pares ng mga nitrogenous base. Ang kabuuang haba ng DNA mula sa isang selula ng tao ay halos dalawang metro. Kasabay nito, ang isang tipikal na nucleus ng selula ng tao, na makikita lamang sa isang mikroskopyo, ay sumasakop sa dami ng humigit-kumulang 110 microns, at ang average na mitotic chromosome ng tao ay hindi lalampas sa 5-6 microns. Ang ganitong compaction ng genetic na materyal ay posible dahil sa pagkakaroon sa mga eukaryotes ng isang lubos na organisadong sistema ng pag-iimpake ng mga molekula ng DNA kapwa sa interphase nucleus at sa mitotic chromosome. Dapat pansinin na sa proliferating na mga cell sa eukaryotes mayroong isang pare-pareho ang regular na pagbabago sa antas ng compaction ng mga chromosome. Bago ang mitosis, ang chromosomal DNA ay siksik ng 105 beses kumpara sa linear na haba ng DNA, na kinakailangan para sa matagumpay na paghihiwalay ng mga chromosome sa mga anak na selula, habang sa interphase nucleus, para sa matagumpay na proseso ng transkripsyon at pagtitiklop, ang chromosome ay dapat ma-decompact. Kasabay nito, ang DNA sa nucleus ay hindi kailanman ganap na pinahaba at palaging nakaimpake sa ilang lawak. Kaya, ang tinantyang pagbawas ng laki sa pagitan ng isang chromosome sa interphase at isang chromosome sa mitosis ay halos 2 beses lamang sa yeast at 4-50 beses sa mga tao.
Isa sa mga pinakabagong antas ng packaging sa mitotic chromosome, isinasaalang-alang ng ilang mga mananaliksik ang antas ng tinatawag na chromonemes, ang kapal nito ay mga 0.1-0.3 microns. Bilang resulta ng karagdagang compaction, ang chromatid diameter ay umabot sa 700 nm sa oras ng metaphase. Ang makabuluhang kapal ng chromosome (diameter 1400 nm) sa yugto ng metaphase ay nagpapahintulot, sa wakas, na makita ito sa isang light microscope. Ang condensed chromosome ay parang letrang X (madalas na may hindi pantay na mga braso), dahil ang dalawang chromatids na nagreresulta mula sa replikasyon ay konektado sa isa't isa sa centromere region (higit pa sa kapalaran ng mga chromosome sa panahon ng paghahati ng selula tingnan ang mga artikulong mitosis at meiosis).
Mga abnormalidad ng Chromosomal
Aneuploidy
Sa aneuploidy, ang isang pagbabago sa bilang ng mga chromosome sa karyotype ay nangyayari, kung saan kabuuang bilang ang mga chromosome ay hindi isang multiple ng haploid chromosome set n. Sa kaso ng pagkawala ng isang chromosome mula sa isang pares ng homologous chromosome, ang mga mutant ay tinatawag monosomics, sa kaso ng isang dagdag na chromosome, tinatawag ang mga mutant na may tatlong homologous chromosome trisomics, sa kaso ng pagkawala ng isang pares ng homologues - nullisomics. Ang autosomal aneuploidy ay palaging nagdudulot ng makabuluhang mga karamdaman sa pag-unlad, na pangunahing sanhi ng kusang pagpapalaglag sa mga tao. Ang isa sa mga pinakatanyag na aneuploidies sa mga tao ay ang trisomy 21, na humahantong sa pag-unlad ng Down syndrome. Ang Aneuploidy ay katangian ng mga selula ng tumor, lalo na ng mga solidong selula ng tumor.
Polyploidy
Pagbabago sa bilang ng mga chromosome, isang multiple ng haploid set ng mga chromosome ( n) ay tinatawag na polyploidy. Ang polyploidy ay malawak at hindi pantay na ipinamamahagi sa kalikasan. Ang polyploid eukaryotic microorganisms ay kilala - fungi at algae, polyploids ay madalas na matatagpuan sa mga namumulaklak na halaman, ngunit hindi sa gymnosperms. Ang polyploidy ng buong katawan ay bihira sa mga metazoan, bagaman madalas na mayroon sila endopolyploidy ilang magkakaibang mga tisyu, tulad ng atay sa mga mammal, pati na rin ang mga tisyu ng bituka, mga glandula ng laway, mga sisidlan ng Malpighian ng isang bilang ng mga insekto.
Mga muling pagsasaayos ng Chromosomal
Ang mga chromosomal rearrangements (chromosomal aberrations) ay mga mutasyon na nakakagambala sa istruktura ng mga chromosome. Maaari silang lumabas sa somatic at germ cells nang kusang o bilang resulta ng mga panlabas na impluwensya (ionizing radiation, kemikal na mutagens, impeksyon sa viral at iba pa.). Ang resulta muling pagsasaayos ng chromosomal ang isang fragment ng chromosome ay maaaring mawala o, sa kabaligtaran, nadoble (pagtanggal at pagdoble, ayon sa pagkakabanggit); ang isang segment ng isang chromosome ay maaaring ilipat sa isa pang chromosome (translocation) o maaari nitong baguhin ang oryentasyon nito sa loob ng chromosome ng 180° (inversion). Mayroong iba pang mga chromosomal rearrangements.
Mga kakaibang uri ng chromosome
microchromosome
B chromosome
Ang B chromosome ay mga extra chromosome na matatagpuan sa karyotype lamang sa ilang indibidwal sa isang populasyon. Madalas silang matatagpuan sa mga halaman at inilarawan sa fungi, insekto, at hayop. Ang ilang B chromosome ay naglalaman ng mga gene, kadalasang rRNA genes, ngunit hindi malinaw kung gaano gumagana ang mga gene na ito. Maaaring makaapekto ang pagkakaroon ng B chromosome biyolohikal na katangian mga organismo, lalo na sa mga halaman, kung saan ang kanilang presensya ay nauugnay sa pinababang posibilidad na mabuhay. Ipinapalagay na ang B chromosome ay unti-unting nawawala sa mga somatic cells bilang resulta ng kanilang hindi regular na pamana.
Holocentric chromosome
Ang mga holocentric chromosome ay walang pangunahing constriction, mayroon silang tinatawag na diffuse kinetochore, samakatuwid, sa panahon ng mitosis, ang mga spindle microtubule ay nakakabit sa buong haba ng chromosome. Sa panahon ng chromatid divergence sa mga pole ng dibisyon sa holocentric chromosome, pumupunta sila sa mga pole parallel sa isa't isa, habang sa monocentric chromosome, ang kinetochore ay nauuna sa natitirang bahagi ng chromosome, na humahantong sa isang katangian na V-shaped diverging chromatids sa yugto ng anaphase. Sa panahon ng fragmentation ng mga chromosome, halimbawa, bilang resulta ng pagkakalantad sa ionizing radiation, ang mga fragment ng holocentric chromosome ay naghihiwalay patungo sa mga pole sa maayos na paraan, at ang mga fragment ng monocentric chromosome na hindi naglalaman ng centromeres ay random na ipinamamahagi sa pagitan ng mga cell ng anak na babae at maaaring mawala. .
Ang mga holocentric chromosome ay matatagpuan sa mga protista, halaman, at hayop. Ang mga nematode ay may holocentric chromosome C. elegans .
Mga higanteng anyo ng chromosome
Mga kromosom ng polytene
Ang mga polytene chromosome ay mga higanteng agglomerations ng mga chromatid na nangyayari sa ilang uri ng mga espesyal na selula. Unang inilarawan ni E. Balbiani ( Edouard-Gerard Balbiani) noong 1881 sa mga selula ng salivary glands ng bloodworm ( Chironomus), ang kanilang pag-aaral ay ipinagpatuloy na noong 30s ng XX century ni Kostov, T. Paynter, E. Heitz at G. Bauer ( Hans Bauer). Ang polytene chromosome ay natagpuan din sa mga selula ng salivary glands, bituka, trachea, fat body, at Malpighian vessels ng Diptera larvae.
Mga chromosome ng lampbrush
Ang lampbrush chromosome ay isang higanteng anyo ng chromosome na nangyayari sa meiotic babaeng kulungan sa yugto ng diplotene ng prophase I sa ilang mga hayop, lalo na, sa ilang mga amphibian at ibon. Ang mga chromosome na ito ay sobrang aktibo sa transkripsyon at naoobserbahan sa lumalaking oocytes kapag ang mga proseso ng RNA synthesis na humahantong sa pagbuo ng yolk ay pinakamatindi. Sa kasalukuyan, 45 na species ng hayop ang kilala kung saan ang pagbuo ng mga oocytes ay maaaring maobserbahan ang mga chromosome. Ang mga chromosome ng lampbrush ay hindi ginawa sa mga mammalian oocytes.
Ang mga chromosome na uri ng lampbrush ay unang inilarawan ni W. Flemming noong 1882. Ang pangalang "lampbrush chromosomes" ay iminungkahi ng German embryologist na si I. Rückert ( J. Rϋckert) noong 1892.
Ang mga chromosome na uri ng lampbrush ay mas mahaba kaysa sa mga kromosom ng polytene. Halimbawa, Kabuuang haba ang chromosome na nakalagay sa mga oocytes ng ilang caudate amphibian ay umaabot sa 5900 µm.
Mga bacterial chromosome
May katibayan ng pagkakaroon ng mga protina na nauugnay sa nucleoid DNA sa bakterya, ngunit walang mga histone na natagpuan sa kanila.
mga chromosome ng tao
Ang normal na karyotype ng tao ay kinakatawan ng 46 chromosome. Ito ay 22 pares ng mga autosome at isang pares ng mga sex chromosome (XY sa male karyotype at XX sa babae). Ipinapakita ng talahanayan sa ibaba ang bilang ng mga gene at base sa mga chromosome ng tao.
| Chromosome | Kabuuang mga base | Bilang ng mga gene | Bilang ng mga gene na nagko-code ng protina |
|---|---|---|---|
| 249250621 | 3511 | 2076 | |
| 243199373 | 2368 | 1329 | |
| 198022430 | 1926 | 1077 | |
| 191154276 | 1444 | 767 | |
| 180915260 | 1633 | 896 | |
| 171115067 | 2057 | 1051 | |
| 159138663 | 1882 | 979 | |
| 146364022 | 1315 | 702 | |
| 141213431 | 1534 | 823 | |
| 135534747 | 1391 | 774 | |
| 135006516 | 2168 | 1914 | |
| 133851895 | 1714 | 1068 | |
| 115169878 | 720 | 331 | |
| 107349540 | 1532 | 862 | |
| 102531392 | 1249 | 615 | |
| 90354753 | 1326 | 883 | |
| 81195210 | 1773 | 1209 | |
| 78077248 | 557 | 289 | |
| 59128983 | 2066 | 1492 | |
| 63025520 | 891 | 561 | |
| 48129895 | 450 | 246 | |
| 51304566 | 855 | 507 | |
| X chromosome | 155270560 | 1672 | 837 |
| Y kromosoma | 59373566 | 429 | 76 |
| Kabuuan | 3 079 843 747 | 36463 |
Tingnan din
Mga Tala
- Tarantula V.Z. Paliwanag biotechnological diksyunaryo. - M.: Mga wika Mga kulturang Slavic, 2009. - 936 p. - 400 na kopya. - ISBN 978-5-9551-0342-6.