Funktion af kromosomer og deres struktur. Hvad betyder de kromosomer i cellen?

Denne artikel vil tage fat på strukturen af eukaryote celler, er kromosomer, struktur og funktion studerede biologi industri, kaldet cytologi.

Historien om opdagelsen

Er en vigtig del af cellekernen, blev kromosom opdaget i det 19. århundrede af flere forskere. En russisk biolog I. Chistyakov studeret dem under mitose (celledeling), tysk anatom Heinrich Wilhelm Gottfried von Waldeyer-Hartz opdagede dem under forberedelsen af histologiske præparater og kaldet kromosomer, der er farvning af kalve til hurtig reaktion af disse strukturer i samspillet med organisk farvestof magenta.

Fleming sammenfattet de videnskabelige beviser på, hvilken funktion udføres af kromosomerne i celler, som har udsmykket kernen.

Ekstern struktur af kromosomer

Disse mikroskopiske formation beliggende i kerner - de vigtigste organeller celler og tjener som et sted for lagring og transmission af arvelig information af en organisme. Kromosomer indeholder en særlig ingrediens - kromatin. Det er et konglomerat af fine tråde - fibriller og granulater. Fra et kemisk synspunkt, denne forbindelse af lineære DNA-molekyler (ca. 40%) med specifikke histon-proteiner.

Komplekser, som omfatter de 8 peptider og DNA-molekyler garn snoet på protein- kugler, som spoler kaldes nukleosomer. Plot deoxyribonukleinsyre udgør 1,75 omdrejninger omkring skaftdelen og har form af en ellipsoide omkring 10 nanometer i længden og 5-6 i bredden. Tilstedeværelsen af disse strukturer (kromosomer) i kernen tjener som et taksonomiske karakteristika eukaryote celler. Det er i form af nucleosomer kromosomer fungere som bevarelse og overførsel af genetiske træk.

Afhængigheden af strukturen af kromosomerne i cellecyklussen fase

Hvis cellen er i interfase, der er kendetegnet ved sin intense vækst og metabolisme, men manglen på division, kromosomerne i kernen har form af tynde filamenter despiralizovannyh - chromonemata. Normalt de er flettet sammen, og visuelt opdele dem i separate strukturer umulige. På tidspunktet for indtræden af celledeling, hvilket er i somatiske celler kaldes mitose, og have sex - meiose, kromosomer begynder den spiralformede og tykkere, bliver mere synlige i mikroskopet.

Niveauer af organisering af kromosomer

Enheder af arvelighed - kromosomet, ser nærmere på de naturvidenskabelige genetik. Forskere har fundet, at nukleosomal tråd omfatter DNA-histon proteiner danner en spiral første ordre. Den tætte pakning af chromatinstruktur opstår på grund af dannelsen af højere orden - solenoide. Han organiserer og forseglet i en endnu mere kompleks coiled-coil. Alle de ovennævnte organisationer kromosom niveauer er som forberedelse til cellerne til at dele sig.

Det er i mitotiske cyklus strukturelle arveenhed, bestående af gener indeholdende DNA forkortes og fortykket sammenlignet med trådformede chromonemata interfase periode på omkring 19 tusind. Times. Denne kompakte formular kromosom Kernelfunktionerne som at overføre genetiske karakteristika organismen, er klar til at opdele somatiske celler eller kimceller.

Morfologien af kromosomerne

kromosomer funktion kan forklares ved at studere deres morfologiske træk, der er bedst spores i mitotiske cyklus. Det er bevist, at i den syntetiske trin af interfasen masse af DNA i cellen fordobles fordi hver dattercelle dannet ved opdeling, bør have samme mængde genetisk information som den oprindelige forælder. Dette opnås ved replikation proces - self-bunds DNA afledt af enzymet DNA-polymerase.

I cytologiske præparater fremstillet på tidspunktet for metafase af mitose i plante- eller dyreceller under et mikroskop klart, at hvert kromosom er sammensat af to dele, kaldet kromatider. I de efterfølgende faser af mitose - anafase og især telofase - deres fuldstændige adskillelse forekommer, hvorved hver kromatid bliver en separat kromosom. Den omfatter kontinuerligt komprimeret DNA-molekyle, samt lipider, sure proteiner og RNA. Mineralske stoffer det indeholder magnesium- og calciumioner.

Støtte strukturelle elementer kromosom

Til kromosom funktion i cellen blev udført i fuld, disse enheder af arvelighed er en særlig anordning - den primære indsnævring (centromer), der aldrig spiralizuetsya. At den deler kromosomet i to dele, kaldet skuldrene. Afhængigt af placeringen af centromer, kromosom Genetics klassificeret ved samme vinkel (metatsentrichnye) neravnoplechie (submetacentic) og akrotsentrichnye. I specialundervisning primære indsnævringer er dannet - kinetochorer, som er skivelignende protein kugler placeret på begge sider af centromeren. Sami kinetochorer består af to dele: ekstern kontakt med mikrofilamenter (gevindspindel) knyttet til dem.

Ved at reducere filamenterne (mikrofilamenter) er strengt ordnet fordeling kromatider omfattende kromosomet mellem datterceller. Nogle kromosomer have en eller flere sekundære indsnævringer, som ikke er involveret i mitose, da disse ikke kan deltage i det gevindspindel, men disse områder (sekundære indsnævringer) tilvejebringe styring af syntesen af nucleoli - organeller, der er ansvarlig for dannelsen af ribosomer.

Hvad er en karyotype

Kendte genetikere Morgan, N. Koltsov, Sutton i begyndelsen af det 20. århundrede, omhyggeligt studeret kromosomet struktur og funktion i somatiske og kønsceller - kønsceller. De fandt, at hver eneste celle i alle de arter der er typiske for en vis mængde af kromosomer, der har en bestemt form og størrelse. Det blev foreslået, at hele kromosomer i kernen af somatiske celler kaldet karyotype.

I populær litteratur karyotype er ofte sidestilles med kromosomet sæt. Faktisk er det ikke identiske begreber. Eksempel human karyotype er 46 kromosomer i kernerne i somatiske celler og betegnet ved den almene formel 2n. Men sådanne celler, såsom hepatocytter (leverceller) har få kerner, deres kromosomsæt betegnet som 2n * 2 = 4n eller 2n * 4 = 8n. Det vil sige, vil antallet af kromosomer i disse celler være mere end 46, selv om karyotype af hepatocytter er 2n, så er der 46 kromosomer.

Antallet af kromosomer i kimceller er altid to gange mindre end i somatisk (i celler i kroppen), dette sæt kaldes haploide og benævnes n. Alle andre celler i kroppen har et sæt af 2n, kaldet diploid.

Morgans kromosom teori om arv

Amerikansk genetiker Morgan opdagede loven om forbundne nedarvning af gener, gennemføre eksperimenter på hybridisering af bananfluer, bananfluer. Gennem sin forskning, blev funktionen af seksuelle kromosomer celler undersøgt. Morgan bevist, at gener lokaliseret i tilstødende loci i samme kromosom, overvejende arvet sammen, dvs. koblingen. Hvis generne er placeret på kromosom væk fra hinanden, mellem søster kromosomer mulige overkrydsning - sharing sites.

Takket være forskning af Morgan, blev skabt genetiske kort, hvorved studere funktionen af kromosomer, og deres omfattende brug i genetisk rådgivning til at behandle spørgsmål af mulige patologier af kromosomer eller gener, der forårsager arvelige sygdomme hos mennesker. Betydningen af konklusionerne af videnskabsmænd, er det vanskeligt at overvurdere.

I denne artikel har vi overvejet struktur og funktion af kromosomer, som de udfører i cellen.