ساختار و انواع کروموزوم ها چیست؟ در فرآیند واگرایی کروموزوم های دختر به قطب های سلول، زیرا با کمک یک سانترومر، هر کروماتید به رشته های دوک متصل می شود. هر سانترومر کروموزوم را به دو بازو تقسیم می کند

کروموزوم ها مهمترین عنصر سلول هستند. آنها مسئول انتقال و اجرای اطلاعات ارثی هستند و در یک سلول یوکاریوتی در هسته قرار دارند.

کروموزوم ها با توجه به ساختار شیمیایی خود مجتمع هایی از اسیدهای دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) و پروتئین های مرتبط و همچنین مقدار کمی از مواد و یون های دیگر هستند. بنابراین، کروموزوم ها دئوکسی ریبونوکلئوپروتئین (DNPs) هستند.

هر کروموزوم در اینترفاز شامل یک مولکول DNA دو رشته ای بلند است. یک ژن دنباله ای از تعداد معینی از نوکلئوتیدهای متوالی است که DNA را می سازند. ژن هایی که DNA یک کروموزوم را می سازند به دنبال یکدیگر می آیند. در طول اینترفاز، بسیاری از فرآیندها در سلول اتفاق می‌افتد. سنتز RNA در بسیاری از بخش های DNA رخ می دهد.

در طول تقسیم سلولی (هم در طی میتوز و هم در میوز)، کروموزوم ها مارپیچ می شوند (آنها فشرده می شوند). در همان زمان، طول آنها کاهش می یابد و سنتز RNA روی آنها غیرممکن می شود. قبل از مارپیچ شدن، هر کروموزوم دو برابر می شود. آنها می گویند که یک کروموزوم از دو تشکیل می شود کروماتید. یعنی در طول اینترفاز، کروموزوم از یک کروماتید تشکیل شده است.

پروتئین هایی که کروموزوم را تشکیل می دهند نقش مهمی در فشرده سازی کروماتیدها دارند.

بنابراین، بسته به فاز چرخه سلولی، ساختار خارجی کروموزوم ها را می توان در یک میکروسکوپ نوری نامرئی نشان داد. کروماتین(در فاز میانی) و شامل یک کروماتید یا 2) به شکل دو کروماتید مارپیچی که در میکروسکوپ نوری قابل مشاهده است (در مراحل تقسیم سلولی، شروع از متافاز).

عنصر مهم دیگری در ساختار کروموزوم ها وجود دارد - سانترومر(انقباض اولیه). ماهیتی پروتئینی دارد و وظیفه حرکت کروموزوم را بر عهده دارد و رشته های دوک نیز به آن متصل است. بسته به محل سانترومر، کروموزوم های هم بازو (متاسانتریک)، با بازوهای نابرابر (زیر متاسانتریک) و میله ای شکل (اکروسانتریک) وجود دارند. در اولی، سانترومر در وسط قرار دارد و هر کروماتید را به دو بازوی مساوی تقسیم می کند، در دومی، طول بازوها نابرابر است و در سوم، سانترومر در یکی از انتهای کروماتید قرار دارد.

در کروموزوم های تکراری، کروماتیدها در سانترومر به یکدیگر متصل هستند.

1 - کروماتید؛ 2 - سانترومر; 3 - شانه کوتاه؛ 4 - شانه بلند

وجود یک انقباض اولیه در ساختار کروموزوم ها الزامی است. با این حال، علاوه بر آنها، انقباضات ثانویه نیز وجود دارد ( سازمان دهنده های هسته ای) روی همه کروموزوم ها مشاهده نمی شوند. در هسته، روی انقباضات ثانویه کروموزوم ها، سنتز هسته ها اتفاق می افتد.

در انتهای کروماتیدها به اصطلاح وجود دارد تلومرها. آنها از چسبیدن کروموزوم ها به یکدیگر جلوگیری می کنند.

در یک مجموعه هاپلوئید، هر کروموزوم در ساختار خود منحصر به فرد است. موقعیت سانترومر (و طول بازوهای کروموزوم حاصل) تشخیص هر یک از سایرین را ممکن می سازد.

در یک مجموعه دیپلوئید، هر کروموزوم دارای کروموزوم همولوگ است که دارای ساختار یکسان و مجموعه ای از ژن ها (اما احتمالاً آلل های متفاوت) است و از والدین دیگری به ارث رسیده است.

هر نوع موجود زنده با کاریوتیپ خاص خود مشخص می شود، یعنی تعداد کروموزوم ها و ویژگی های آنها (طول، موقعیت سانترومرها، ویژگی های ساختار شیمیایی). کاریوتایپ می تواند برای تعیین گونه های بیولوژیکی استفاده شود.

گاهی اوقات آنها به ما شگفتی های شگفت انگیزی می دهند. به عنوان مثال، آیا می دانید کروموزوم ها چیست و چگونه تأثیر می گذارند؟

ما پیشنهاد می کنیم این موضوع را بررسی کنیم تا یک بار برای همیشه i's را نقطه گذاری کنیم.

با نگاهی به عکس های خانوادگی، احتمالا متوجه شده اید که اعضای یک خانواده شبیه یکدیگر هستند: بچه ها شبیه والدین هستند، والدین شبیه پدربزرگ ها و مادربزرگ ها هستند. این شباهت از طریق مکانیسم های شگفت انگیز از نسلی به نسل دیگر منتقل می شود.

همه موجودات زنده، از جلبک های تک سلولی گرفته تا فیل های آفریقایی، دارای کروموزوم هایی در هسته سلول هستند - رشته های نازک و بلندی که فقط با میکروسکوپ الکترونی قابل مشاهده هستند.

کروموزوم ها (یونان باستان χρῶμα - رنگ و σῶμα - بدن) ساختارهای نوکلئوپروتئینی در هسته سلول هستند که بیشتر اطلاعات ارثی (ژن ها) در آنها متمرکز شده است. آنها برای ذخیره این اطلاعات، پیاده سازی و انتقال آن طراحی شده اند.

یک فرد چند کروموزوم دارد

در پایان قرن نوزدهم، دانشمندان دریافتند که تعداد کروموزوم ها در گونه های مختلف یکسان نیست.

به عنوان مثال، یک نخود دارای 14 کروموزوم، یک موش دارای 42 کروموزوم، و در انسان - 46 (یعنی 23 جفت). از این رو این وسوسه به وجود می آید که به این نتیجه برسیم که هر چه تعداد آنها بیشتر باشد، موجودی که آنها را در اختیار دارد پیچیده تر است. با این حال، در واقعیت مطلقاً چنین نیست.

از 23 جفت کروموزوم انسان، 22 جفت اتوزوم و یک جفت گونوزوم (کروموزوم جنسی) هستند. جنس ها دارای تفاوت های مورفولوژیکی و ساختاری (ترکیب ژن) هستند.

در ارگانیسم ماده، یک جفت گونوزوم حاوی دو کروموزوم X (جفت XX) و در ارگانیسم نر، یک کروموزوم X و یک کروموزوم Y (جفت XY) است.

جنسیت نوزاد متولد نشده به ترکیب کروموزوم های جفت بیست و سوم (XX یا XY) بستگی دارد. این با لقاح و ادغام سلول های تولید مثل زن و مرد تعیین می شود.

این واقعیت ممکن است عجیب به نظر برسد، اما از نظر تعداد کروموزوم ها، انسان نسبت به بسیاری از حیوانات پایین تر است. به عنوان مثال، برخی از بزهای بدبخت 60 کروموزوم دارند و یک حلزون دارای 80 کروموزوم هستند.

کروموزوم هااز یک پروتئین و یک مولکول DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید) شبیه به یک مارپیچ دوتایی تشکیل شده است. هر سلول حاوی حدود 2 متر DNA است و در مجموع حدود 100 میلیارد کیلومتر DNA در سلول های بدن ما وجود دارد.

یک واقعیت جالب این است که اگر یک کروموزوم اضافی وجود داشته باشد یا حداقل یکی از 46 کروموزوم وجود نداشته باشد، فرد دچار جهش و ناهنجاری های جدی رشدی (بیماری داون و غیره) می شود.

فیلم آموزشی 1: تقسیم سلولی. میتوز

فیلم آموزشی 2: میوز. مراحل میوز

سخنرانی: سلول واحد ژنتیکی موجود زنده است. کروموزوم ها، ساختار (شکل و اندازه) و عملکرد آنها

سلول - واحد ژنتیکی موجودات زنده

واحد اساسی زندگی سلول فردی است. در سطح سلولی است که فرآیندهایی رخ می دهد که ماده زنده را از ماده غیر زنده متمایز می کند. در هر سلول اطلاعات ارثی در مورد ساختار شیمیایی پروتئین هایی که باید در آن سنتز شوند ذخیره شده و به شدت مورد استفاده قرار می گیرد و به همین دلیل به آن واحد ژنتیکی جانداران می گویند. حتی گلبول های قرمز بدون هسته در مراحل اولیه وجودشان دارای میتوکندری و هسته هستند. آنها فقط در حالت بالغ ساختاری برای سنتز پروتئین ندارند.

تا به امروز، علم هیچ سلولی را که حاوی DNA یا RNA نباشد به عنوان حامل اطلاعات ژنومی نمی شناسد. در غیاب مواد ژنتیکی، سلول قادر به سنتز پروتئین و در نتیجه حیات نیست.

DNA نه تنها در هسته ها یافت می شود؛ مولکول های آن در کلروپلاست ها و میتوکندری ها وجود دارد.

DNA در یک سلول به شکل کروموزوم - مجتمع های پیچیده پروتئین- اسید نوکلئیک یافت می شود. کروموزوم های یوکاریوتی در هسته قرار دارند. هر یک از آنها ساختار پیچیده ای دارند:

تنها مولکول DNA طولانی که 2 متر آن در یک ساختار فشرده با اندازه (در انسان) تا 8 میکرون بسته بندی شده است.

پروتئین های هیستونی ویژه، که نقش آن ها بسته بندی کروماتین (ماده کروموزوم) به شکل میله ای شکل آشنا است.

کروموزوم ها، ساختار (شکل و اندازه) و عملکرد آنها

این بسته بندی متراکم از مواد ژنتیکی قبل از تقسیم توسط سلول تولید می شود. در این لحظه است که کروموزوم های متراکم تشکیل شده را می توان زیر میکروسکوپ بررسی کرد. وقتی DNA به کروموزوم های فشرده ای به نام هتروکروماتین تا می شود، RNA پیام رسان نمی تواند سنتز شود. در طول دوره افزایش توده سلولی و توسعه اینترفاز، کروموزوم ها در حالت فشرده کمتری قرار دارند که به آن اینترکروماتین می گویند که در آن mRNA سنتز شده و همانندسازی DNA رخ می دهد.

عناصر اصلی ساختار کروموزوم عبارتند از:

سانترومر.این بخشی از یک کروموزوم با یک توالی نوکلئوتیدی خاص است. این دو کروماتید را به هم متصل می کند و در کونژوگاسیون شرکت می کند. به این است که رشته های پروتئینی لوله های دوک تقسیم سلولی متصل می شوند.

تلومرها. این بخش‌های انتهایی کروموزوم‌ها هستند که قادر به اتصال با کروموزوم‌های دیگر نیستند و نقش محافظتی دارند. آنها شامل تکرار بخش های DNA تخصصی هستند که با پروتئین ها کمپلکس تشکیل می دهند.

نقاط شروع تکثیر DNA

کروموزوم های پروکاریوتی با کروموزوم های یوکاریوتی بسیار متفاوت هستند، زیرا ساختارهای حاوی DNA هستند که در سیتوپلاسم قرار دارند. از نظر هندسی، آنها یک مولکول حلقه هستند.

مجموعه کروموزومی یک سلول نام خاص خود را دارد - کاریوتیپ. هر نوع موجود زنده دارای ترکیب مشخصه، تعداد و شکل کروموزوم های خود است.

سلول های سوماتیک حاوی یک مجموعه کروموزوم دیپلوئید (دوگانه) هستند که نیمی از آن از هر والدین دریافت می شود.

کروموزوم هایی که مسئول کدگذاری پروتئین های عملکردی یکسان هستند، همولوگ نامیده می شوند. پلوئیدی سلول ها می تواند متفاوت باشد - به عنوان یک قاعده، گامت ها در حیوانات هاپلوئید هستند. در گیاهان، پلی پلوئیدی در حال حاضر یک پدیده نسبتاً رایج است که در ایجاد گونه های جدید در نتیجه هیبریداسیون استفاده می شود. نقض میزان پلوئیدی در حیوانات خونگرم و انسان باعث بیماری های مادرزادی جدی مانند سندرم داون (وجود سه نسخه از کروموزوم 21) می شود. اغلب، ناهنجاری های کروموزومی منجر به ناتوانی ارگانیسم می شود.

در انسان، مجموعه کامل کروموزوم از 23 جفت تشکیل شده است. بیشترین تعداد کروموزوم شناخته شده، 1600، در ساده ترین موجودات پلانکتون، رادیولاریان ها یافت شد. مورچه های بولداگ سیاه استرالیایی کوچکترین مجموعه کروموزوم را دارند - فقط 1.

چرخه زندگی یک سلول مراحل میتوز و میوز

اینترفازبه عبارت دیگر، دوره زمانی بین دو تقسیم توسط علم به عنوان چرخه زندگی یک سلول تعریف می شود.

در طول اینترفاز، فرآیندهای شیمیایی حیاتی در سلول اتفاق می افتد، رشد می کند، رشد می کند و مواد ذخیره را جمع می کند. آماده سازی برای تولید مثل شامل دو برابر کردن محتویات - اندامک ها، واکوئل ها با محتویات غذایی و حجم سیتوپلاسم است. به لطف تقسیم، به عنوان راهی برای افزایش سریع تعداد سلول ها، عمر طولانی، تولید مثل، افزایش اندازه بدن، بقای آن از زخم ها و بازسازی بافت امکان پذیر است. مراحل زیر در چرخه سلولی متمایز می شوند:

اینترفاز.زمان بین تقسیمات ابتدا سلول رشد می کند، سپس تعداد اندامک ها، حجم ماده ذخیره افزایش می یابد و پروتئین ها سنتز می شوند. در آخرین بخش اینترفاز، کروموزوم ها برای تقسیم بعدی آماده هستند - آنها از یک جفت کروماتید خواهر تشکیل شده اند.

میتوزاین نام یکی از روش های تقسیم هسته ای است که مشخصه سلول های بدن (سوماتیک) است که طی آن از یک سلول 2 سلول با مجموعه ای از مواد ژنتیکی یکسان به دست می آید.

گامتوژنز با میوز مشخص می شود. سلول های پروکاریوتی روش باستانی تولید مثل - تقسیم مستقیم را حفظ کرده اند.

میتوز شامل 5 مرحله اصلی است:

پروفازآغاز آن لحظه ای در نظر گرفته می شود که کروموزوم ها به قدری فشرده می شوند که در زیر میکروسکوپ قابل مشاهده هستند. همچنین در این زمان هسته ها از بین رفته و یک دوک به وجود می آید. میکروتوبول ها فعال می شوند، مدت زمان وجود آنها به 15 ثانیه کاهش می یابد، اما سرعت تشکیل نیز به طور قابل توجهی افزایش می یابد. سانتریول ها به طرف مقابل سلول منحرف می شوند و تعداد زیادی از میکروتوبول های پروتئینی دائماً سنتز و متلاشی شده را تشکیل می دهند که از آنها تا سانترومرهای کروموزوم ها گسترش می یابد. به این ترتیب دوک شکافت تشکیل می شود. ساختارهای غشایی مانند دستگاه ER و گلژی به وزیکول ها و لوله های مجزا تقسیم می شوند که به طور تصادفی در سیتوپلاسم قرار دارند. ریبوزوم ها از غشاهای ER جدا می شوند.

متافاز. یک صفحه متافاز تشکیل می‌شود که متشکل از کروموزوم‌هایی است که با تلاش میکروتوبول‌های سانتریول مخالف در وسط سلول متعادل می‌شوند و هر کدام آن‌ها را در جهت خود می‌کشند. در همان زمان، سنتز و از هم پاشیدگی میکروتوبول ها ادامه می یابد، نوعی "پرده" آنها. این مرحله طولانی ترین است.

• آنافاز. نیروهای ریزلوله ها اتصالات کروموزوم را در ناحیه سانترومر قطع می کنند و به شدت آنها را به سمت قطب های سلول می کشانند. در این حالت کروموزوم ها گاهی اوقات به دلیل مقاومت سیتوپلاسم شکل V به خود می گیرند. حلقه ای از الیاف پروتئینی در ناحیه صفحه متافاز ظاهر می شود.
• تلوفاز.آغاز آن را لحظه ای می دانند که کروموزوم ها به قطب های تقسیم می رسند. روند بازسازی ساختارهای غشایی داخلی سلول - ER، دستگاه گلژی و هسته آغاز می شود. کروموزوم ها بسته بندی نشده اند. هسته جمع می شود و سنتز ریبوزوم آغاز می شود. دوک شکافت متلاشی می شود.
• سیتوکینزیس. آخرین مرحله که در آن حلقه پروتئینی که در ناحیه مرکزی سلول ظاهر می شود شروع به کوچک شدن می کند و سیتوپلاسم را به سمت قطب ها می راند. سلول به دو قسمت تقسیم می شود و یک حلقه پروتئینی از غشای سلولی در جای خود تشکیل می شود.

تنظیم کننده های فرآیند میتوز مجتمع های پروتئینی خاص هستند. نتیجه تقسیم میتوزی یک جفت سلول با اطلاعات ژنتیکی یکسان است. در سلول های هتروتروف، میتوز سریعتر از سلول های گیاهی رخ می دهد. در هتروتروف ها، این فرآیند می تواند از 30 دقیقه، در گیاهان - 2-3 ساعت طول بکشد.

برای تولید سلول هایی با نصف تعداد کروموزوم های طبیعی، بدن از مکانیسم تقسیم دیگری استفاده می کند - میوز.

این امر با نیاز به تولید سلول های زاینده در موجودات چند سلولی همراه است، از دو برابر شدن مداوم تعداد کروموزوم ها در نسل بعدی جلوگیری می کند و امکان به دست آوردن ترکیبات جدید از ژن های آللی را فراهم می کند. این در تعداد فازها متفاوت است، طولانی تر است. در نتیجه کاهش تعداد کروموزوم ها منجر به تشکیل 4 سلول هاپلوئید می شود. میوز شامل دو بخش است که بدون وقفه پشت سر هم قرار می گیرند.

مراحل زیر از میوز تعریف می شود:

پروفاز I. کروموزوم های همولوگ به یکدیگر نزدیک تر شده و به صورت طولی با هم متحد می شوند. این ترکیب را صیغه می گویند. سپس تلاقی اتفاق می افتد - کروموزوم های دوتایی بازوهای خود را عبور می دهند و بخش های خود را مبادله می کنند.

متافاز I.کروموزوم ها از هم جدا می شوند و موقعیت هایی را در استوای دوک سلولی اشغال می کنند و به دلیل کشش میکروتوبول ها، شکل V به خود می گیرند.

آنافاز I.کروموزوم های همولوگ توسط میکروتوبول ها به سمت قطب های سلولی کشیده می شوند. اما بر خلاف تقسیم میتوزی، آنها به عنوان کروماتیدهای کامل جدا می شوند تا به صورت جداگانه.

نتیجه اولین تقسیم میوز تشکیل دو سلول با نصف تعداد کروموزوم های دست نخورده است. بین تقسیمات میوز، اینترفاز عملاً وجود ندارد، دو برابر شدن کروموزوم رخ نمی دهد، آنها قبلاً دو کروماتید هستند.

بلافاصله پس از اولین، تقسیم میوز مکرر کاملاً مشابه میتوز است - در آن، کروموزوم ها به کروماتیدهای جداگانه تقسیم می شوند که به طور مساوی بین سلول های جدید توزیع می شوند.

اوگونیا در مرحله رشد جنینی مرحله تولید مثل میتوزی را طی می کند، به طوری که بدن زن قبلاً با تعداد ثابتی از آنها متولد می شود.

اسپرماتوگونی ها قادر به تولید مثل در هر زمان در طول دوره تولید مثل در بدن مرد هستند. تعداد بسیار بیشتری از آنها نسبت به گامت های ماده تولید می شوند.

گامتوژنز موجودات حیوانی در غدد جنسی - غدد جنسی رخ می دهد.

فرآیند تبدیل اسپرماتوگونیا به اسپرم در چند مرحله انجام می شود:

تقسیم میتوز، اسپرماتوگونی را به اسپرماتوسیت های مرتبه اول تبدیل می کند.

در نتیجه یک میوز، آنها به اسپرماتوسیت های درجه دوم تبدیل می شوند.

بخش دوم میوز 4 اسپرماتید هاپلوئید تولید می کند.

دوره شکل گیری شروع می شود. در سلول، هسته فشرده می شود، مقدار سیتوپلاسم کاهش می یابد و یک تاژک تشکیل می شود. همچنین پروتئین ها ذخیره می شوند و تعداد میتوکندری ها افزایش می یابد.

تشکیل تخم در بدن زن بالغ به شرح زیر است:

از تخمک مرتبه 1 که تعداد معینی از آن در بدن وجود دارد، در نتیجه میوز با نصف شدن تعداد کروموزوم ها، تخمک های مرتبه 2 تشکیل می شوند.

در نتیجه تقسیم دوم میوز، یک تخمک بالغ و سه جسم کوچک کوچک تشکیل می شود.

این توزیع نامتعادل مواد مغذی بین 4 سلول در نظر گرفته شده است تا منبع بزرگی از مواد مغذی را برای موجود زنده جدید فراهم کند.

تخمک ها در سرخس ها و خزه ها در آرکگونیا تشکیل می شوند. در گیاهان بسیار سازمان یافته - در تخمک های ویژه واقع در تخمدان.

یوتیوب دایره المعارفی

1 / 5

کروموزوم ها، کروماتیدها، کروماتین و غیره

ژن ها، DNA و کروموزوم ها

اسرار کروموزوم X

زیست شناسی در تصاویر: ساختار کروموزوم (شماره 70)

آیا کروموزوم Y در حال ناپدید شدن است | صداپیشگی DeeAFilm

زیرنویس

قبل از فرو رفتن در مکانیک تقسیم سلولی، فکر می کنم صحبت در مورد واژگان مرتبط با DNA مفید خواهد بود. کلمات زیادی وجود دارد و برخی از آنها شبیه به یکدیگر هستند. آنها می توانند گیج کننده باشند. ابتدا، می‌خواهم در مورد اینکه چگونه DNA DNA بیشتری تولید می‌کند، از خود کپی می‌کند یا به طور کلی چگونه پروتئین‌ها را می‌سازد، صحبت کنم. قبلاً در ویدیوی مربوط به DNA در مورد این صحبت کردیم. بگذارید بخش کوچکی از DNA را بکشم. من A، G، T دارم، بگذارید دو T و سپس دو C داشته باشم. همینجوری ادامه داره البته این یک مارپیچ دوگانه است. هر حرف حرف خودش را دارد. من آنها را با این رنگ رنگ می کنم. بنابراین، A مربوط به T است، G مربوط به C، (به طور دقیق تر، G با C پیوند هیدروژنی تشکیل می دهد)، T - با A، T - با A، C - با G، C - با G. کل این مارپیچ کشیده می شود، برای به عنوان مثال، در این جهت. بنابراین چند فرآیند مختلف وجود دارد که این DNA باید انجام دهد. یکی از آنها به سلول های بدن شما مربوط می شود - سلول های پوستی بیشتری باید تولید شوند. DNA شما باید خودش را کپی کند. این فرآیند همانند سازی نامیده می شود. شما در حال تکثیر DNA هستید. من تکرار را به شما نشان خواهم داد. چگونه این DNA می تواند خود را کپی کند؟ این یکی از قابل توجه ترین ویژگی های ساختار DNA است. همانند سازی من یک ساده‌سازی کلی می‌کنم، اما ایده این است که دو رشته DNA از هم جدا می‌شوند و این به خودی خود اتفاق نمی‌افتد. این توسط بسیاری از پروتئین ها و آنزیم ها تسهیل می شود، اما من در مورد میکروبیولوژی در یک ویدیوی دیگر به تفصیل صحبت خواهم کرد. بنابراین این زنجیرها از یکدیگر جدا می شوند. من زنجیر را به اینجا منتقل می کنم. آنها از یکدیگر جدا شده اند. من یک زنجیر دیگر می گیرم. این یکی خیلی بزرگه این زنجیره چیزی شبیه به این خواهد بود. آنها از یکدیگر جدا می شوند. بعد از این چه اتفاقی می تواند بیفتد؟ بیت های اضافی را اینجا و اینجا حذف می کنم. بنابراین اینجا مارپیچ دوگانه ما است. همه به هم وصل بودند. اینها جفت پایه هستند. حالا آنها از یکدیگر جدا شده اند. هر کدام از آنها پس از جدایی چه کاری می توانند انجام دهند؟ آنها اکنون می توانند به ماتریسی برای یکدیگر تبدیل شوند. ببین...اگر این رشته به خودی خود باشد، حالا، ناگهان، یک پایه تیمین می تواند بیاید و به اینجا بپیوندد، و این نوکلئوتیدها شروع به ردیف شدن می کنند. تیمین و سیتوزین و سپس آدنین، آدنین، گوانین، گوانین. و همچنان ادامه پیدا می کند. و سپس در این قسمت دیگر، روی زنجیر سبز رنگی که قبلا به این آبی وصل شده بود، همین اتفاق خواهد افتاد. آدنین، گوانین، تیمین، تیمین، سیتوزین، سیتوزین وجود خواهد داشت. همین الان چی شد؟ با تقسیم و جذب پایه های مکمل، یک کپی از این مولکول ایجاد کردیم. ما در آینده وارد میکروبیولوژی این خواهیم شد، این فقط برای این است که یک ایده کلی از چگونگی کپی کردن DNA از خود بدست آوریم. به خصوص وقتی به میتوز و میوز نگاه می کنیم، می توانم بگویم: "این مرحله ای است که همانندسازی اتفاق می افتد." اکنون، فرآیند دیگری که در مورد آن زیاد خواهید شنید. من در این ویدئو در مورد DNA صحبت کردم. این یک رونویسی است. در ویدیوی DNA، من به نحوه تکثیر DNA خود توجهی نکردم، اما یکی از چیزهای عالی در مورد طراحی دو رشته ای این است که می تواند به راحتی خودش را کپی کند. شما به سادگی 2 نوار، 2 مارپیچ را جدا می کنید و سپس آنها الگوی زنجیره ای دیگر می شوند و سپس یک کپی ظاهر می شود. حالا برای رونویسی. این همان چیزی است که باید برای DNA اتفاق بیفتد تا پروتئین ساخته شود، اما رونویسی یک مرحله میانی است. این مرحله ای است که از DNA به mRNA می روید. سپس این mRNA از هسته سلول خارج شده و به سمت ریبوزوم ها می رود. چند ثانیه دیگر در مورد این موضوع صحبت خواهم کرد. بنابراین ما می توانیم همین کار را انجام دهیم. این زنجیره ها دوباره در حین رونویسی از هم جدا می شوند. یکی اینجا جدا می شود و دیگری جدا می شود ... و دیگری اینجا جدا می شود. فوق العاده است. ممکن است منطقی باشد که فقط از نیمی از زنجیره استفاده کنید - من یکی را حذف می کنم. بدین ترتیب. ما قسمت سبز را رونویسی می کنیم. او اینجاست. من همه اینها را حذف می کنم. رنگ اشتباه. بنابراین من همه اینها را حذف می کنم. چه اتفاقی می افتد اگر به جای جفت شدن نوکلئوتیدهای اسید دئوکسی ریبونوکلئیک با این رشته DNA، اسید ریبونوکلئیک یا RNA جفت شود. من RNA را به رنگ بنفش به تصویر می کشم. RNA با DNA جفت می شود. تیمین موجود در DNA با آدنین جفت می شود. گوانین، حالا وقتی در مورد RNA صحبت می کنیم، به جای تیمین، اوراسیل، اوراسیل، سیتوزین، سیتوزین خواهیم داشت. و این ادامه خواهد داشت. این mRNA است. RNA پیام رسان الان داره جدا میشه این mRNA از هسته جدا شده و از آن خارج می شود. از هسته خارج می شود و سپس ترجمه اتفاق می افتد. پخش. بیایید این اصطلاح را بنویسیم. پخش. از mRNA می آید... در ویدیوی مربوط به DNA، من یک tRNA کوچک داشتم. RNA انتقالی مانند یک کامیون حامل آمینو اسیدها به mRNA بود. همه اینها در بخشی از سلول به نام ریبوزوم اتفاق می افتد. ترجمه از mRNA به پروتئین انجام می شود. ما این اتفاق را دیده ایم. بنابراین، از mRNA به پروتئین. شما این زنجیره را دارید - من یک کپی خواهم ساخت. من کل زنجیره را یکباره کپی می کنم. آن رشته جدا می‌شود، هسته را ترک می‌کند، و سپس این کامیون‌های tRNA کوچک را دارید که به اصطلاح بالا می‌آیند. بنابراین فرض کنید من tRNA دارم. بیایید ببینیم، آدنین، آدنین، گوانین و گوانین. این RNA است. این یک کدون است. یک کدون دارای 3 جفت باز است و یک اسید آمینه به آن متصل است. شما بخش های دیگری از tRNA را دارید. بیایید بگوییم اوراسیل، سیتوزین، آدنین. و یک اسید آمینه دیگر به آن متصل است. سپس آمینو اسیدها با هم ترکیب می شوند و زنجیره بلندی از اسیدهای آمینه را تشکیل می دهند که پروتئین است. پروتئین ها این اشکال پیچیده عجیب را تشکیل می دهند. برای اینکه مطمئن شوید متوجه شده اید. ما با DNA شروع می کنیم. اگر از DNA کپی بسازیم، این همانندسازی است. شما در حال تکثیر DNA هستید. بنابراین، اگر ما کپی هایی از DNA بسازیم، همانند سازی است. اگر با DNA شروع کنید و mRNA را از یک الگوی DNA ایجاد کنید، این رونویسی است. بیایید آن را بنویسیم. "رونویسی". یعنی شما اطلاعات را از یک فرم به فرم دیگر رونویسی می کنید - رونویسی. اکنون که mRNA از هسته سلول خارج می شود ... من برای برجسته کردن این تصویر یک سلول را می کشم. در آینده به ساختار سلول خواهیم پرداخت. اگر یک سلول کامل باشد، هسته مرکز است. اینجا جایی است که تمام DNA وجود دارد، تمام همانندسازی و رونویسی در اینجا اتفاق می افتد. سپس mRNA از هسته خارج می شود و سپس ترجمه در ریبوزوم ها اتفاق می افتد که در آینده به تفصیل بیشتر در مورد آن صحبت خواهیم کرد و پروتئین تشکیل می شود. بنابراین، از mRNA به پروتئین ترجمه است. شما از کد ژنتیکی به کد پروتئینی ترجمه می کنید. پس این پخش است. اینها دقیقاً کلماتی هستند که معمولاً برای توصیف این فرآیندها استفاده می شوند. با نامگذاری فرآیندهای مختلف، مطمئن شوید که از آنها به درستی استفاده می کنید. اکنون بخش دیگری از اصطلاحات DNA. وقتی برای اولین بار با او ملاقات کردم، متوجه شدم که او بسیار گیج کننده است. کلمه "کروموزوم" است. من کلمات را اینجا می نویسم - خودتان می بینید که چقدر گیج کننده هستند: کروموزوم، کروماتین و کروماتید. کروماتید. بنابراین، کروموزوم، ما قبلاً در مورد آن صحبت کردیم. شما ممکن است یک رشته DNA داشته باشید. این یک مارپیچ دوگانه است. این زنجیره اگر بزرگش کنم در واقع دو زنجیره متفاوت است. آنها جفت پایه به هم متصل کرده اند. من فقط جفت پایه های متصل به هم را ترسیم کردم. من می خواهم روشن کنم که من این خط سبز کوچک را اینجا کشیدم. این یک مارپیچ دوگانه است. دور پروتئین هایی به نام هیستون می پیچد. هیستون ها بگذارید اینطور و یک جورهایی آنطور شود و سپس یک جورهایی آنطور. در اینجا شما موادی به نام هیستون دارید که پروتئین هستند. بیایید آنها را اینگونه بکشیم. مثل این. این یک ساختار است، یعنی DNA در ترکیب با پروتئین‌هایی که آن را ساختار می‌دهند و آن را مجبور می‌کنند تا بیشتر و دورتر بپیچد. در نهایت بسته به مرحله ای از زندگی سلول، ساختارهای مختلفی تشکیل می شود. و وقتی در مورد اسید نوکلئیک که DNA است صحبت می کنید و آن را با پروتئین ترکیب می کنید، در مورد کروماتین صحبت می کنید. این بدان معنی است که کروماتین DNA به اضافه پروتئین های ساختاری است که به DNA شکل آن را می دهد. پروتئین های ساختاری ایده کروماتین برای اولین بار به دلیل آنچه مردم هنگام نگاه کردن به یک سلول می دیدند استفاده شد... یادتان هست؟ هر بار هسته سلول را به روش خاصی ترسیم کردم. به این ترتیب. این هسته سلول است. من ساختارهایی به وضوح قابل مشاهده ترسیم کردم. این یکی، این یکی دیگر. شاید کوتاهتر باشد و کروموزوم همولوگ داشته باشد. من کروموزوم ها را کشیدم، درست است؟ و هر یک از این کروموزوم ها، همانطور که در آخرین ویدیو نشان دادم، اساساً ساختارهای طولانی DNA هستند، رشته های طولانی DNA که محکم به دور یکدیگر پیچیده شده اند. چیزی شبیه به این کشیدم اگر بزرگ‌نمایی کنیم، می‌توانیم یک زنجیره را ببینیم، و در واقع به این شکل به دور خودش پیچیده شده است. این کروموزوم همولوگ آن است. به یاد داشته باشید، در ویدیوی تغییرپذیری، من در مورد یک کروموزوم همولوگ صحبت کردم که همان ژن ها را رمزگذاری می کند، اما نسخه متفاوتی از آنها را رمزگذاری می کند. آبی از پدر و قرمز متعلق به مادر است، اما آنها اساساً برای همان ژن ها کد می کنند. بنابراین این یک رشته است که من با DNA این ساختار از پدرم گرفتم، ما آن را کروموزوم می نامیم. بنابراین، کروموزوم. من می خواهم این را روشن کنم، DNA فقط در مراحل خاصی از زندگی این شکل را به خود می گیرد که خودش را بازتولید کند، یعنی. تکرار شده است. به عبارت دقیق تر، نه ... وقتی یک سلول تقسیم می شود. قبل از اینکه یک سلول بتواند تقسیم شود، DNA این شکل کاملاً مشخص را به خود می گیرد. بیشتر عمر یک سلول، زمانی که DNA کار خود را انجام می دهد، زمانی که در حال ساخت پروتئین است، یعنی پروتئین ها رونویسی و از DNA ترجمه می شوند، به این ترتیب تا می شود. اگر تا شده بود، برای سیستم تکثیر و رونویسی رسیدن به DNA، ساخت پروتئین و انجام هر کار دیگری مشکل بود. معمولا DNA... بذار دوباره هسته رو رسم کنم. اغلب، شما حتی نمی توانید آن را با یک میکروسکوپ نوری معمولی ببینید. آنقدر نازک است که کل مارپیچ DNA به طور کامل در هسته توزیع شده است. من این را اینجا می کشم، یکی دیگر ممکن است اینجا باشد. و سپس شما یک زنجیره کوتاه تر مانند این دارید. شما حتی نمی توانید آن را ببینید. در این ساختار کاملاً تعریف شده نیست. معمولاً اینگونه به نظر می رسد. بگذار چنین زنجیره کوتاهی وجود داشته باشد. شما فقط می توانید چنین آشفتگی را ببینید که از ترکیبی از ترکیبی از DNA و پروتئین تشکیل شده است. این همان چیزی است که مردم به طور کلی کروماتین می نامند. این باید نوشته شود. "کروماتین" بنابراین کلمات می توانند بسیار مبهم و بسیار گیج کننده باشند، اما کاربرد کلی زمانی است که شما در مورد یک رشته تک رشته DNA به خوبی تعریف شده صحبت می کنید، یک ساختار کاملاً مشخص مانند آن، کروموزوم است. اصطلاح کروماتین می تواند به ساختاری مانند کروموزوم، ترکیب DNA و پروتئین هایی که آن را ساختار می دهند یا به اختلال بسیاری از کروموزوم هایی که حاوی DNA هستند اشاره کند. یعنی از بسیاری از کروموزوم ها و پروتئین ها با هم مخلوط شده اند. من می خواهم این واضح باشد. حالا کلمه بعدی کروماتید چیست؟ فقط در صورتی که هنوز این کار را نکرده باشم... یادم نیست این را پرچم گذاری کرده باشم یا نه. به این پروتئین‌ها که ساختار کروماتین یا کروماتین را می‌سازند و همچنین ساختار می‌دهند «هیستون» می‌گویند. انواع مختلفی وجود دارد که ساختار را در سطوح مختلف ارائه می دهند که ما با جزئیات بیشتری به آنها خواهیم پرداخت. بنابراین کروماتید چیست؟ وقتی DNA تکثیر می شود... فرض کنید DNA من بود، در حالت عادی است. یک نسخه از پدر، یک نسخه از مامان. اکنون تکرار شده است. نسخه پدر در ابتدا اینگونه به نظر می رسد. این یک رشته بزرگ از DNA است. نسخه دیگری از خود ایجاد می کند که اگر سیستم به درستی کار کند یکسان است و آن قسمت یکسان به این شکل است. آنها در ابتدا به یکدیگر متصل می شوند. آنها در محلی به نام سانترومر به یکدیگر متصل می شوند. الان با اینکه 2 تا زنجیر اینجا دارم که به هم بسته شده. دو زنجیر یکسان یک زنجیر اینجا، یکی اینجا... هر چند اجازه دهید آن را متفاوت به تصویر بکشم. در اصل، این را می توان به روش های مختلف نشان داد. این یک زنجیره است اینجا و این یک زنجیره دیگر است. یعنی 2 تا نسخه داریم. آنها دقیقاً همان DNA را رمزگذاری می کنند. پس اینجاست. آنها یکسان هستند، بنابراین من هنوز آن را کروموزوم می نامم. این را هم بنویسیم. به کل آن یک کروموزوم می گویند، اما اکنون به هر نسخه جداگانه کروماتید می گویند. بنابراین این یکی کروماتید است و این دیگری است. گاهی اوقات آنها را کروماتیدهای خواهر می نامند. همچنین می توان آنها را کروماتید دوقلو نامید زیرا اطلاعات ژنتیکی یکسانی دارند. بنابراین، این کروموزوم دارای 2 کروماتید است. حالا قبل از همانندسازی یا قبل از تکثیر DNA می توان گفت که این کروموزوم اینجا یک کروماتید دارد. شما می توانید آن را کروماتید بنامید، اما لزومی ندارد. مردم زمانی شروع به صحبت در مورد کروماتیدها می کنند که دو نفر از آنها روی یک کروموزوم وجود داشته باشند. می آموزیم که در میتوز و میوز این 2 کروماتید از هم جدا می شوند. هنگامی که آنها جدا می شوند، رشته DNA که زمانی کروماتید نامیده می شد، اکنون کروموزوم جداگانه نامیده می شود. بنابراین این یکی از آنهاست، و در اینجا یکی دیگر است که ممکن است در این جهت از هم جدا شده باشد. من دایره این یکی را سبز می کنم. بنابراین، این یکی می تواند به این سمت برود، و این یکی که من دایره اش را به رنگ نارنجی، مثلاً این... اکنون دو کروموزوم جداگانه را فراخوانی کنید. یا می توانید بگویید که اکنون دو کروموزوم مجزا دارید که هر کدام از یک کروماتید منفرد تشکیل شده است. امیدوارم این مقداری از معنای اصطلاحات مرتبط با DNA را روشن کند. من همیشه آنها را کاملاً گیج کننده می دانستم، اما وقتی میتوز و میوز را شروع می کنیم و من در مورد تبدیل شدن کروموزوم به کروماتید صحبت می کنم، ابزار مفیدی خواهند بود. شما خواهید پرسید که چگونه یک کروموزوم به دو کروموزوم تبدیل شد و چگونه یک کروماتید به کروموزوم تبدیل شد. همه اینها حول واژگان می چرخد. من به جای اینکه آن را کروموزوم و هر کدام از این کروموزوم های جداگانه بنامم، یکی دیگر را انتخاب می کردم، اما آنها تصمیم گرفتند که آن را برای ما به این شکل بنامند. شاید تعجب کنید که این کلمه "لنگ" از کجا آمده است. شاید فیلم قدیمی کداک به نام رنگ کرومو را بشناسید. در اصل "کرومو" به معنای "رنگ" است. من فکر می کنم از کلمه یونانی برای رنگ آمده است. هنگامی که مردم برای اولین بار به هسته یک سلول نگاه کردند، از رنگ استفاده کردند و آنچه ما کروموزوم می نامیم با رنگ آغشته شدند. و ما می توانستیم آن را با یک میکروسکوپ نوری ببینیم. قسمت "سوما" از کلمه "سوما" به معنای "بدن" می آید، یعنی بدن رنگی به دست می آید. به این ترتیب کلمه "کروموزوم" ظاهر شد. کروماتین نیز لکه می کند... امیدوارم این مفاهیم کروماتید، کروموزوم، کروماتین را کمی روشن کند و اکنون آماده مطالعه میتوز و میوز هستیم.

تاریخچه کشف کروموزوم ها

اولین توصیف کروموزوم ها در مقالات و کتاب های نویسندگان مختلف در دهه 70 قرن 19 ظاهر شد و اولویت برای کشف کروموزوم ها به افراد مختلف داده شد. در میان آنها اسامی مانند I. D. Chistyakov (1873)، A. Schneider (1873)، E. Strassburger (1875)، O. Buchli (1876) و دیگران وجود دارد. بیشتر اوقات، سال کشف کروموزوم ها 1882 نامیده می شود و کاشف آنها آناتومیست آلمانی W. Fleming است که در کتاب بنیادی خود "Zellsubstanz، Kern und Zelltheilung"(آلمانی) اطلاعات مربوط به آنها را جمع آوری و سازماندهی کرد و آنها را با نتایج تحقیقات خود تکمیل کرد. اصطلاح "کروموزوم" توسط بافت شناس آلمانی G. Waldeyer در سال 1888 پیشنهاد شد. "کروموزوم" در لغت به معنای "جسم رنگی" است، زیرا رنگ های اصلی به خوبی توسط کروموزوم ها متصل می شوند.

پس از کشف مجدد قوانین مندل در سال 1900، تنها یک یا دو سال طول کشید تا مشخص شود که کروموزوم ها در طول میوز و لقاح دقیقاً همانطور که از «ذرات وراثت» انتظار می رود، رفتار می کنند. در سال 1902، T. Boveri و در 1902-1903، W. Setton ( والتر ساتن) به طور مستقل فرضیه ای در مورد نقش ژنتیکی کروموزوم ها مطرح می کند.

در سال 1933، تی مورگان جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی را برای کشف نقش کروموزوم ها در وراثت دریافت کرد.

مورفولوژی کروموزوم های متافاز

در مرحله متافاز میتوز، کروموزوم ها از دو کپی طولی به نام کروماتیدهای خواهر تشکیل شده اند که با همانندسازی تشکیل می شوند. در کروموزوم های متافاز، کروماتیدهای خواهر در منطقه به هم متصل می شوند انقباض اولیهسانترومر نامیده می شود. سانترومر مسئول جداسازی کروماتیدهای خواهر به سلول های دختر در طول تقسیم است. در سانترومر، کینتوکور مونتاژ می شود - یک ساختار پروتئینی پیچیده که اتصال کروموزوم به میکروتوبول های دوک را تعیین می کند - محرک های کروموزوم در میتوز. سانترومر کروموزوم ها را به دو قسمت به نام تقسیم می کند شانه ها. در بیشتر گونه ها، بازوی کوتاه کروموزوم با حرف مشخص می شود پ، شانه بلند - حرف q. طول کروموزوم و موقعیت سانترومر ویژگی های مورفولوژیکی اصلی کروموزوم های متافاز هستند.

بسته به محل سانترومر، سه نوع ساختار کروموزوم متمایز می شود:

این طبقه بندی کروموزوم ها بر اساس نسبت طول بازوها در سال 1912 توسط گیاه شناس و سیتولوژیست روسی S. G. Navashin پیشنهاد شد. علاوه بر سه نوع فوق، S. G. Navashin نیز شناسایی کرد تلوسنتریککروموزوم ها، یعنی کروموزوم هایی که فقط یک بازو دارند. با این حال، طبق مفاهیم مدرن، هیچ کروموزوم تلوسنتریک واقعی وجود ندارد. بازوی دوم، حتی اگر در یک میکروسکوپ معمولی بسیار کوتاه و نامرئی باشد، همیشه وجود دارد.

یک ویژگی مورفولوژیکی اضافی برخی از کروموزوم ها به اصطلاح است انقباض ثانویه، که از نظر ظاهری با اولیه به دلیل عدم وجود زاویه قابل توجه بین بخش های کروموزوم متفاوت است. انقباضات ثانویه دارای طول های متفاوتی هستند و می توانند در نقاط مختلف در طول کروموزوم قرار گیرند. در انقباضات ثانویه، به عنوان یک قاعده، سازمان دهنده های هسته ای حاوی چندین تکرار از ژن های کد کننده RNA ریبوزومی وجود دارد. در انسان، انقباضات ثانویه حاوی ژن‌های ریبوزومی در بازوهای کوتاه کروموزوم‌های آکروسانتریک قرار دارند ماهواره ها. کروموزوم هایی که ماهواره دارند معمولا کروموزوم SAT (لات. SAT (Sine Acid Thymonucleinico)- بدون DNA).

رنگ آمیزی افتراقی کروموزوم های متافاز

با رنگ آمیزی تک رنگ کروموزوم ها (استوکارمین، استو-اورسین، رنگ آمیزی Feulgen یا Romanovsky-Giemsa) می توان تعداد و اندازه کروموزوم ها را شناسایی کرد. شکل آنها، در درجه اول توسط موقعیت سانترومرها، وجود انقباضات ثانویه و ماهواره ها تعیین می شود. در اکثریت قریب به اتفاق موارد، این ویژگی ها برای شناسایی کروموزوم های مجزا در مجموعه کروموزوم کافی نیست. علاوه بر این، کروموزوم های تک رنگ اغلب بین گونه های مختلف بسیار شبیه هستند. رنگ‌آمیزی افتراقی کروموزوم‌ها، که تکنیک‌های مختلف آن در اوایل دهه ۷۰ قرن بیستم توسعه یافت، ابزار قدرتمندی برای شناسایی هر دو کروموزوم فردی به‌عنوان یک کل و بخش‌های آن‌ها در اختیار سیتوژنتیک‌ها قرار داد و در نتیجه فرآیند تجزیه و تحلیل ژنوم را تسهیل کرد.

روش های رنگ آمیزی افتراقی به دو گروه اصلی تقسیم می شوند:

سطوح تراکم DNA کروموزومی

اساس یک کروموزوم یک ماکرومولکول DNA خطی با طول قابل توجهی است. مولکول های DNA کروموزوم های انسانی شامل 50 تا 245 میلیون جفت باز نیتروژن هستند. طول کل DNA از یک سلول انسانی حدود دو متر است. در همان زمان، یک هسته سلول انسانی معمولی، که تنها با میکروسکوپ قابل مشاهده است، حجمی در حدود 110 میکرومتر مربع را اشغال می کند و کروموزوم میتوزی انسانی به طور متوسط ​​از 5 تا 6 میکرومتر تجاوز نمی کند. چنین فشرده سازی مواد ژنتیکی به دلیل وجود یک سیستم بسیار سازمان یافته در یوکاریوت ها برای قرار دادن مولکول های DNA هم در هسته بین فاز و هم در کروموزوم میتوز امکان پذیر است. لازم به ذکر است که در یوکاریوت ها در سلول های در حال تکثیر یک تغییر ثابت و منظم در درجه تراکم کروموزوم وجود دارد. قبل از میتوز، DNA کروموزومی در مقایسه با طول خطی DNA که برای جداسازی موفقیت آمیز کروموزوم ها به سلول های دختر ضروری است، 10 5 بار متراکم می شود، در حالی که در هسته بین فاز، برای فرآیندهای موفق رونویسی و همانندسازی، کروموزوم باید تجزیه شود. . در عین حال، DNA موجود در هسته هرگز به طور کامل کشیده نمی شود و همیشه به یک درجه یا درجه دیگر بسته بندی می شود. بنابراین، کاهش تخمین زده شده در اندازه بین کروموزوم در مرحله اینترفاز و کروموزوم در میتوز تنها حدود 2 برابر در مخمر و 4 تا 50 برابر در انسان است.

برخی از محققان سطح به اصطلاح را در نظر می گیرند کرومونماهاکه ضخامت آن حدود 0.1 - 0.3 میکرون است. در نتیجه تراکم بیشتر، قطر کروماتید در زمان متافاز به 700 نانومتر می رسد. ضخامت قابل توجه کروموزوم (قطر 1400 نانومتر) در مرحله متافاز اجازه می دهد تا در نهایت در زیر میکروسکوپ نوری دیده شود. کروموزوم متراکم شکل حرف X (اغلب با بازوهای نابرابر) دارد، زیرا دو کروماتید حاصل از همانندسازی در سانترومر به یکدیگر متصل هستند (برای اطلاعات بیشتر در مورد سرنوشت کروموزوم ها در طول تقسیم سلولی، به مقالات میتوز و میوز).

ناهنجاری های کروموزومی

آنیوپلوئیدی

با آنیوپلوئیدی، تغییری در تعداد کروموزوم‌ها در کاریوتیپ رخ می‌دهد که در آن تعداد کل کروموزوم‌ها مضربی از مجموعه کروموزوم هاپلوئید نیست. n. در صورت از دست دادن یک کروموزوم از یک جفت کروموزوم همولوگ، جهش یافته نامیده می شود. تک‌سومیدر مورد یک کروموزوم اضافی، جهش یافته با سه کروموزوم همولوگ نامیده می شود. تریزومیدر صورت از دست دادن یک جفت همولوگ - پوچ شناسی. آنوپلوئیدی روی کروموزوم های اتوزومی همیشه باعث اختلالات رشدی قابل توجهی می شود که علت اصلی سقط جنین های خود به خود در انسان است. یکی از شناخته شده ترین آنیوپلوئیدی ها در انسان تریزومی 21 است که منجر به ایجاد سندرم داون می شود. آنیوپلوئیدی برای سلول های تومور، به ویژه برای سلول های تومورهای جامد معمول است.

پلی پلوئیدی

تغییر در تعداد کروموزوم ها، مضربی از مجموعه کروموزوم هاپلوئید ( n، پلی پلوئیدی نامیده می شود. پلی پلوئیدی به طور گسترده و به طور نابرابر در طبیعت توزیع شده است. میکروارگانیسم های یوکاریوتی پلی پلوئیدی شناخته شده اند - قارچ ها و جلبک ها اغلب در بین گیاهان گلدار یافت می شوند، اما نه در میان اسپرم ها. پلی پلوئیدی سلول های کل ارگانیسم در حیوانات چند سلولی نادر است، اگرچه اغلب در آنها رخ می دهد. اندوپلی پلوئیدیبرخی از بافت های متمایز شده، به عنوان مثال، کبد در پستانداران، و همچنین بافت روده، غدد بزاقی، و عروق Malpighian تعدادی از حشرات.

بازآرایی های کروموزومی

بازآرایی های کروموزومی (انحرافات کروموزومی) جهش هایی هستند که ساختار کروموزوم ها را مختل می کنند. آنها می توانند به طور خود به خود یا در نتیجه تأثیرات خارجی (اشعه یونیزان، جهش زاهای شیمیایی، عفونت ویروسی و غیره) در سلول های جسمی و زایا ایجاد شوند. در نتیجه بازآرایی کروموزومی، بخشی از یک کروموزوم می تواند از بین برود یا برعکس، دو برابر شود (به ترتیب حذف و تکرار). بخشی از یک کروموزوم می تواند به کروموزوم دیگر منتقل شود (جابه جایی) یا می تواند جهت خود را در کروموزوم 180 درجه تغییر دهد (وارونگی). بازآرایی های کروموزومی دیگری نیز وجود دارد.

انواع غیرمعمول کروموزوم ها

میکروکروموزوم ها

کروموزوم های B

کروموزوم های B کروموزوم های اضافی هستند که در کاریوتیپ فقط در افراد منفرد یک جمعیت وجود دارند. آنها اغلب در گیاهان یافت می شوند و در قارچ ها، حشرات و حیوانات توصیف شده اند. برخی از کروموزوم های B حاوی ژن، اغلب ژن های rRNA هستند، اما مشخص نیست که این ژن ها تا چه اندازه عملکردی دارند. وجود کروموزوم های B می تواند ویژگی های بیولوژیکی موجودات را تحت تاثیر قرار دهد، به ویژه در گیاهان، جایی که حضور آنها با کاهش زنده ماندن همراه است. فرض بر این است که کروموزوم های B به تدریج در سلول های سوماتیک در نتیجه نامنظمی وراثت خود از بین می روند.

کروموزوم های هولوسنتریک

کروموزوم های هولوسنتریک انقباض اولیه ندارند، آنها به اصطلاح کینتوکور منتشر دارند، بنابراین در طول میتوز، میکروتوبول های دوکی در طول کل کروموزوم متصل می شوند. در حین واگرایی کروماتیدها به قطب های تقسیم در کروموزوم های هولوسنتریک، آنها به سمت قطب های موازی با یکدیگر می روند، در حالی که در کروموزوم تک مرکزی، کینتوکور جلوتر از بقیه کروموزوم است که منجر به V شکل مشخص کروماتیدهای واگرا می شود. در مرحله آنافاز به عنوان مثال، وقتی کروموزوم ها در اثر قرار گرفتن در معرض تابش یونیزان تکه تکه می شوند، قطعات کروموزوم های هولوسنتریک به طور منظم به قطب ها واگرا می شوند و قطعات کروموزوم های تک مرکزی که حاوی سانترومر نیستند به طور تصادفی بین سلول های دختر توزیع می شوند و می توانند از بین بروند.

کروموزوم های هولوسنتریک در پروتیست ها، گیاهان و حیوانات یافت می شوند. نماتد دارای کروموزوم های هولوسنتریک است سی.-الگانس .

اشکال کروموزوم غول پیکر

کروموزوم های پلیتن

کروموزوم های پلیتن خوشه های غول پیکری از کروماتیدهای متحد هستند که در انواع خاصی از سلول های تخصصی ایجاد می شوند. اولین بار توسط E. Balbiani ( ادوارد جرارد-بالبیانی) در سال در سلول های غدد بزاقی کرم های خونی ( Chironomusبا این حال، نقش سیتوژنتیک آنها بعداً در دهه 30 قرن بیستم توسط Kostov، T. Paynter، E. Heitz و G. Bauer آشکار شد. هانس بائر). کروموزوم‌های پلیتن نیز در سلول‌های غدد بزاقی، روده‌ها، نای، بدن چربی و عروق مالپیگی لارو دوپتران یافت شد.

کروموزوم های برس لامپ

کروموزوم های لامپبراش شکل غول پیکری از کروموزوم هستند که در سلول های ماده میوز در طی مرحله دیپلوتن پروفاز I در برخی از حیوانات، به ویژه برخی از دوزیستان و پرندگان، ایجاد می شوند. این کروموزوم ها از نظر رونویسی بسیار فعال هستند و زمانی که فرآیندهای سنتز RNA که منجر به تشکیل زرده می شود، در تخمک های در حال رشد مشاهده می شوند. در حال حاضر 45 گونه حیوانی شناخته شده است که در تخمک های در حال رشد آنها می توان چنین کروموزوم هایی را مشاهده کرد. کروموزوم های Lampbrush در تخمک های پستانداران تولید نمی شوند.

کروموزوم های Lampbrush اولین بار توسط W. Flemming در سال 1882 توصیف شد. نام "کروموزوم های قلم مو" توسط جنین شناس آلمانی I. Rückert پیشنهاد شد. J.Rϋckert) در سال 1892.

کروموزوم های Lampbrush طولانی تر از کروموزوم های پلیتن هستند. به عنوان مثال، طول کل کروموزوم مجموعه در تخمک برخی از دوزیستان دم دار به 5900 میکرومتر می رسد.

کروموزوم های باکتریایی

شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد باکتری‌ها پروتئین‌های مرتبط با DNA نوکلوئیدی دارند، اما هیستونی در آنها یافت نشده است.

کروموزوم های انسانی

هر سلول سوماتیک انسانی دارای 23 جفت کروموزوم خطی و همچنین نسخه های متعددی از DNA میتوکندری است. جدول زیر تعداد ژن ها و بازها را در کروموزوم های انسان نشان می دهد.

همچنین ببینید

یادداشت

1. رتیل V.Z.فرهنگ لغت توضیحی بیوتکنولوژی. - M.: زبان های فرهنگ های اسلاوی، 2009. - 936 ص. - 400 نسخه. - ISBN 978-5-9551-0342-6.
2. زیست شناسی مولکولی سلول: در 3 جلد / B. Alberts, A. Johnson, D. Lewis, etc. - M.-Izhevsk: Research Center “Regular and Chaotic Dynamics”, Institute of Computer Research, 2013 - ص 309-336. - 808 ص. -

ساختار و عملکرد کروموزوم ها

کروموزوم ها ساختارهای سلولی هستند که اطلاعات ارثی را ذخیره و انتقال می دهند. یک کروموزوم از DNA و پروتئین تشکیل شده است. مجموعه ای از پروتئین های متصل به DNA کروماتین را تشکیل می دهد. پروتئین ها نقش مهمی در بسته بندی مولکول های DNA در هسته دارند.

DNA در کروموزوم ها به گونه ای بسته بندی شده است که در هسته قرار می گیرد که قطر آن معمولاً از 5 میکرون (5-10-4 سانتی متر) بیشتر نمی شود. بسته بندی DNA شکل یک ساختار حلقه ای را به خود می گیرد، شبیه به کروموزوم های لامپ برس دوزیستان یا کروموزوم های پلی تنی حشرات. حلقه‌ها توسط پروتئین‌هایی حفظ می‌شوند که توالی‌های نوکلئوتیدی خاص را شناسایی کرده و آنها را به هم نزدیک می‌کنند. ساختار کروموزوم به بهترین وجه در متافاز میتوز دیده می شود.

کروموزوم یک ساختار میله ای شکل است و از دو کروماتید خواهر تشکیل شده است که توسط سانترومر در ناحیه انقباض اولیه نگه داشته می شوند. هر کروماتید از حلقه های کروماتین ساخته شده است. کروماتین تکثیر نمی شود. فقط DNA تکثیر می شود.

هنگامی که همانندسازی DNA شروع می شود، سنتز RNA متوقف می شود. کروموزوم ها می توانند در دو حالت متراکم (غیر فعال) و متراکم شده (فعال) باشند.

به مجموعه دیپلوئید کروموزوم های موجودات، کاریوتایپ می گویند. روش‌های تحقیقاتی مدرن، شناسایی هر کروموزوم در کاریوتایپ را ممکن می‌سازد. برای انجام این کار، توزیع نوارهای روشن و تیره قابل مشاهده در زیر میکروسکوپ (جفت های متناوب AT و GC) در کروموزوم های تیمار شده با رنگ های خاص را در نظر بگیرید. کروموزوم های نمایندگان گونه های مختلف دارای خط عرضی هستند. گونه های مرتبط، مانند انسان و شامپانزه، الگوهای بسیار مشابهی از نوارهای متناوب در کروموزوم های خود دارند.