Co-sgrìobhadh ceimigeach a 'chromosome. Structar, gnìomhan agus seòrsachadh chromosomes

Is e criososomaidhean structaran nucleoprotein a tha suidhichte ann an nèòlas de cheallan eukaryotic. Bidh iad a 'stòradh cha mhòr a h-uile fiosrachadh oighreachail, agus tha iad a' cumail a 'ghnìomh airson a stòraidh, a ghluasad agus a reic. Cha mhòr nach fhaicear criososom eadhon ann am microscop aotrom, ach faodar an faicinn gu soilleir rè amannan roinneadh cealla, rè miotas agus meiosis.

Riaghladh càrotype agus riaghladh crromosome

Karyotype 'S e an t-seata de gach cròmasoman (diploid), a tha ann an cèidse. Tha e sònraichte do ghnèithean, is e sin, tha e sònraichte do gach gnè de chreutairean beò air a 'phlanaid, tha ìre a h-atharrachaidh coimeasach ìseal, ach' s dòcha gu bheil feartan sònraichte aig cuid de dhaoine. Mar eisimpleir, gu h-àraid tha riochdairean bho ghnèithean eadar-dhealaichte aig an aon chromosomes (autosomes), chan eil eadar-dhealachadh nan caryotypes ach aon phaidhir de chromosomes - cromosoma gnè, no heterochromosomes.

Tha na riaghailtean cromosome sìmplidh: tha an àireamh aca cunbhalach (ann an ceallan dubhach, chan fhaodar ach àireamh chruaidh de chromosomes a bhith ann, mar eisimpleir, ann an 38 cait, 8 ann an cuileagan meas, 78 ann an cearc, agus 46 ann an duine).

Chromosomes a 'chàraid, tha paidhir co-ionann aig gach fear dhiubh, co-ionann anns gach paraimadair, a' gabhail a-steach cumadh agus meud. Is e dìreach an tùs a tha eadar-dhealaichte: aon bhon athair, am fear eile bhon mhàthair.

Tha paidhrichean de chromosomes fa leth: tha gach paidhir eadar-dhealaichte bhon fheadhainn eile, chan ann a-mhàin ann an coltas - cumadh agus meud - ach cuideachd ann an suidheachadh solas agus bannan dorcha.

Tha leantainneachd mar riaghailt eile de chromosomes. Bidh an DNA den chill a 'nochdadh ro roinneadh, a' toirt gu buil paidhir de chromatids piuthar. Bidh gach càr nighean an dèidh sgaradh a 'faighinn aon chromatid, is e sin, tha cròsosome air a chruthachadh bhon chromosome.

Nithean riatanach

Chromosome, aig a bheil structar a tha an ìre mhath sìmplidh, a stèidheachadh bho DNA molecules bhith mòr dh'fhaid. Tha buidhnean sreathach ann de iomadh gine. Tha centromere agus telomeres aig gach crromosome, is e na h-eileamaidean gnìomhach riatanach a th 'ann am puingean tòiseachaidh ath-riochdachadh. Tha Telomeres air molaidhean chromosomes. Air sgàth dhaibh fhèin agus na puingean tùsail a tha iad a 'nochdadh (tha iad cuideachd air an ainmeachadh mar làraichean tòiseachaidh), faodaidh am molecul DNA ath-riochdachadh. Ann an centromeres, bidh am piuthar DNA molecules a 'ceangal ris an spindle fission fission, a leigeas leotha sgaoileadh gu ceart a-steach do na ceallan nighean rè a' phròiseas mitosis.

Mu bhìorasan

Chaidh am facal "chromosome" a mholadh an toiseach mar shònrachadh airson na structaran a bha buntainneach ann an ceallan eukaryotic, ach tha luchd-saidheans a 'sìor fhàs a' toirt iomradh air cromosomaidhean viral agus bacterial. Tha an obair agus an obair an ìre mhath co-ionnan, agus mar sin tha DE Koryakov agus IF Zhimulyov a 'creidsinn gu bheil feum air a' bheachd a bhith a 'leudachadh agus a' mìneachadh a 'chromosome mar structar anns a bheil aigéad nucleic agus a bhith a' stòradh, a 'toirt seachad agus a' toirt seachad fiosrachadh mu ghinean. Ann an eukaryotes, tha chromosomes anns a 'nèbharlas, a bharrachd air plastids agus mitochondria. Tha DNA cuideachd ann an Prokaryotes (denuclearized), ach chan eil nèamlas anns a 'chill. Ann am bhìorasan, tha na cromosomes coltach ri molecèal de RNA no DNA a tha suidhichte anns a 'chearcall. A dh 'aindeoin làthaireachd na nèimheas sa chill, tha cromosoman a' gabhail a-steach stuthan organach, iallan meatailt agus mòran stuthan eile.

Eachdraidh an lorg

Tha eòlaichean saidheans air tighinn fada mus dèan iad sgrùdadh air na cromosomes. Airson a 'chiad uair chaidh iomradh a thoirt orra anns na seachdadan den linn ron àm mu dheireadh: thug ùghdaran eadar-dhealaichte iomradh orra anns na h-artaigilean, leabhraichean agus obraichean saidheansail aca, agus mar sin thathar a' toirt a-mach lorg chromosomes do dhaoine eadar-dhealaichte. Anns an liosta seo, tha ainmean ID Chistyakov, A. Schneider, O. Büchli, E. Strasburger agus mòran eile, ach dh'aithnich a 'mhòr-chuid de luchd-saidheans 1882 mar a' bhliadhna a fhuair iad lorg chromosomes, agus an t-innleadair V. Fleming, anatomist Gearmailteach a chruinnich agus a chuir air dòigh fiosrachadh Mu chromosomes anns an leabhar aige Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung, a 'cur ris an fhiosrachadh aige fhèin a rannsachadh fhèin. Chaidh an teirm fhèin a mholadh ann an 1888 leis an histologist G. Valdeier. Ann an eadar-theangachadh, tha an cromosome a 'ciallachadh gu litearra "corp dathte". Tha an t-ainm air sgàth gu bheil an co-dhèanamh ceimigeach den chromosome a 'toirt cothrom dha na dathan a cheangal gu furasta.

Chaidh laghan Mendel ath-lorg ann an 1900, agus a dh'aithghearr, taobh a-staigh dà bhliadhna, thàinig luchd-saidheans chun a 'cho-dhùnaidh gu bheil cromosomes a' giùlain mar "mìrean oighreachdan" rè na pròiseasan meiosis agus todhair, agus chaidh an giùlan a mhìneachadh gu teòiridheach na bu tràithe. Ann an 1902, gu neo-eisimeileach bho chèile, chuir T. Boveri agus W. Setton air adhart a 'bheachd gu bheil criososome aig a bheil an structar fhathast neo-aithnichte a' giùlan an fheum a th 'ann a bhith a' gluasad agus a 'stòradh fiosrachadh oighreachail.

Drosophila agus Genetics

Chaidh a 'chiad chairteal den linn mu dheireadh a chomharradh le dearbhadh deuchainneach den bheachd gu bheil àite ginteil aig crromosomes. Bha eòlaichean saidheans Ameireaganaich T. Morgan, A. Sturtevant, C. Bridges agus G. Möller ag obair air sgrùdaidhean aig an robh cuspairean structar agus seòrsachadh chromosomes, cho math ris na gnìomhan aca. Chaidh na deuchainnean a dhèanamh air an D.melanogaster, aithnichte, is dòcha, dha na cuileagan mheasan uile. Tha fhaighinn an dàta a bha na bhunait do chromosomal teòiridh heredity, a tha a 'buntainn eadhon a-nis, às dèidh cha mhòr ceud bliadhna. A rèir dhi, tha na cromosomes co-cheangailte ri fiosrachadh oighreachail, agus tha na ginean ann an loidhne gu cunbhalach, ann an sreath shoilleir, ach bidh luchd-saidheans an-diugh a 'dèanamh sgrùdadh air cumadh ceimigeach agus morphology de chromosomes.

Airson a chuid obrach, fhuair T. Morgan Duais Nobel ann an Eòlas-eòlas no Leigheas ann an 1933.

Sgrìobhadh ceimigeach de chromosomes

Gu breagha, faodar a ràdh gu bheil an stuth oighreachail ann an chromosomes a 'nochdadh mar iom-fhillte nucleoprotein. An dèidh sgrùdadh a dhèanamh air eagrachadh ceimigeach chromosomes ann an ceallan eukaryotic, faodaidh luchd-saidheans a ràdh gu bheil iad a 'gabhail a-steach a' mhòr-chuid de DNA agus pròtaininean a tha a 'cruthachadh iom-fhillte nucleoprotein ris an canar chromatin.

Tha na protainnean a tha a 'dèanamh suas nan cromosoman nam pàirt chudromach den stuth gu lèir anns na cromosomes, tha mu 65% de mhilleadh iomlan nan structaran a' tuiteam orra. Tha proteinnichean criosomamach air an sgaradh a-steach do phrotainnean neo hist-histone. Tha eachdrainnean - nàdar làidir, alkaline dhiubh mar thoradh air lysine agus arginine - na prìomh amino-aigéid.

Tha an ceimigeachd agus an cruth structarach de chromosomes eadar-dhealaichte. Tha eachdraisean a 'riochdachadh còig bloighean: Hl, H2A, H2B, H3 agus H4. Tha a h-uile h-uile ach a 'chiad bloigh co-ionann ann an ceallan de gach seòrsa a tha a' buntainn ri mamaillan nas àirde. Tha protein Hl nas lugha na leth an sin.

Tha sreath de histones a 'tachairt air polysomes den cytoplasm. Is iad seo na prìomh phrotainnean aig a bheil cìs dheimhinneach, air sgàth 's gun urrainn dhaibh ceangal làidir a dhèanamh le molecolailean DNA agus mar sin chan eil iad a' ceadachadh an fhiosrachadh oighreachail co-dhùnadh a leughadh. Is e seo an dleastanas riaghlaidh a tha aig histones, ach a bharrachd air a sin, tha obair structarail ann cuideachd a nì cinnteach gu bheil buidheann spàsail DNA ann an cromosomes.

Tha an cumadh ceimigeach sònraichte de chromosomais eadar-sgabhail a 'gabhail a-steach proteinnichean neo-histone, a tha, an dà chuid, air am fo-roinn ann am barrachd air ceud bloigh. Anns an t-sreath seo enzymes gabhail a-steach uallach airson tuigseach de RNA, agus enzymes a thòiseachadh agus a 'càradh reduplication DNA. Dìreach mar na pròtainean cromosomal searbhagach, tha dreuchd riaghlaidh agus structarail aca.

Ach, chan eil co-thaobhadh ceimigeach a 'chromosome a' crìochnachadh an sin: a thuilleadh air pròtaininean agus DNA, RNA, tha iallan meatailt, lipidean agus polysaccharides an làthair anns an riochdachadh. Ann am pàirt, tha RNA chromosomal an làthair mar thoradh air tar-sgrìobhadh nach do dh'fhàg làrach an t-siostaim fhathast.

Ann an metaphase

Tha feartan morpholach a 'chromosome metaphase mar a leanas: anns a' chiad leth de mitosis tha paidhir de chromatids phearsanta aca a tha ceangailte ri chèile ann an roinn centromere (bunachadh bun-sgoile no kinetochore) - roinn den chromosome cumanta don dà chromatids. Tha co-sgrìobhadh ceimigeach a 'chromosome cuideachd ag atharrachadh. Tha an dàrna leth de mitosis air a chomharrachadh le bhith a 'sgaradh chromatids, agus an uairsin a' cruthachadh chromosomes nighean singilte, a tha air an sgaoileadh a-steach do cheallan nighean. Tha a 'cheist mu mheud DNA mar phàirt den chromosome metaphase gu tric ga lorg ann an deuchainnean bith-eòlais agus a' toirt a-steach oileanaich. Anns an ùine mu dheireadh den eadar-sgaradh, a bharrachd air prophase agus metaphase, tha na cromosoman dà-ruitheamach, agus mar sin tha an seata aca a 'freagairt ri foirmle 2n4c.

Clasachadh chromosomes

A rèir suidheachadh a 'centromere agus fad nan guailnean air gach taobh dheth, tha na cromosomes air an seòrsachadh ann an metacentric (co-chothromach) ma tha an centromere anns a' mheadhan, agus submetacentric (nach eil co-chothromach), ma thèid an t-ionad a gluasad gu aon de na cinn. Tha cuideachd crromosomaichean cumanta-slat (tha an centromere faisg air a 'cheann) agus cromosomaidhean puing, a fhuair an t-ainm airson meud beag, mar thoradh air a bheil e gu tur do-dhèanta an cumadh a dhearbhadh. Ann an cromosomaichean telcentric, tha e duilich cuideachd suidheachadh a 'phrìomh chonnachaidh a dhearbhadh.

Compacting

Tha cèil beag sam bith ann le 23 paidhrichean de chromosoma, le aon mholacle DNA air gach fear dhiubh. Tha fad iomlan nan 46 molecilean mu dhà mheatair! Tha seo nas fhaide na trì billean paidhir de nucleotides, agus tha iad uile a 'tighinn a-steach do aon chill, leis na cromosoman anns an eadar-sheasamh gun teagamh, eadhon ann am microsgop dealanach. Is e an t-adhbhar airson seo buidheann supramolecular de chromosomes, no compactification. Nuair a thèid thu gu ìre eile den chuairt cealla, faodaidh an chromatin a bhuidheann atharrachadh.

Tha structar agus co-dhèanamh ceimigeach de chromosomais eadar-sgaranach agus structar chromosoma metaphase air an meas le luchd-saidheans mar atharrachaidhean pòlach den structar, a tha air an ceangal còmhla le eadar-ghluasadan co-obrachail tron phròiseas mitosis.

Tha a 'chiad ìre de compactachadh air a riochdachadh le snàithlean nucleosome, ris an canar "grìogagan air sreang" cuideachd. Is e meud sònraichte 10-11 nm, a tha ga dhèanamh comasach air an sgrùdadh ann am microsgop.

Tha co-sgrìobhadh ceimigeach a 'chromosome a' dearbhadh gu bheil an ìre eagrachaidh seo ann: tha e air a thoirt seachad le ceithir seòrsa de histonean - na prìomh phrotainnean (H2A, H2B, NC, H4). Bidh iad a 'dèanamh crùisgean - cuirp de mholacilean pròtain, le cruth uidheamachd. Tha gach crust air a dhèanamh suas de ochd molecailean (paidhir de mholacilean bho gach fear de na h-histones).
Tha moilecle DNA ga cheangal suas, a 'dol a-steach dhan rùsg. Tha earrann de mhèleacle DNA air a cheangal ris gach buidheann pròtain, a 'toirt a-steach 146 paidhir nucleotide. Tha àiteachan ann nach eil an sàs anns a 'cheangal, ris an canar ceangal, no ceangail. Tha am meud eadar-dhealaichte, ach tha an cuibheasachd co-ionann ri 60 paidhir de nucleotide (mar.).

Tha nucleosome na roinn de DNA aig a bheil fad de 196 bp. Agus a 'gabhail a-steach cortex proteinaceous. Ge-tà, tha an trannsa nucleosome, coltach ris a 'mhullach bead, cuideachd air raointean nach eil a' gabhail a-steach rùsg.

Tha làraichean co-ionann a tha a 'dèanamh eadar-dhealachadh gu foirmeil de phrotainnean neo-histone, mar thoradh air cuid de shreathan nucleotide, a' nochdadh gu cothromach le eadar-mhìneachadh grunn mhìltean de chàraidean nucleotide. Tha an làthaireachd aca cudromach airson coimeasachadh cromatin a bharrachd.

Pacaid eile de chromatin

Canar fibril chromatin - an dàrna ìre compactachadh - ris an canar cuideachd an ìre solenoid, no nucleomeric. Tha am meud 30 nm. Air a thoirt seachad le histone HI. Tha e a 'tighinn còmhla ri làrach ceangail DNA, a bharrachd air dà cortex faisg agus "tarraing" iad còmhla. Is e toradh a 'phròiseis cruthachadh structar mòran nas cruaidhe, a tha a' toirt iomradh air structar an t-solasoid. Tha fibril coltach ris, a bharrachd air cromatin, ris an canar bunasach.

An uairsin lean an ìre chronomeric. Is e meud sònraichte an ìre compactification seo 300 nm. Chan eil spioradachadh a bharrachd ann, ge-tà, thèid lùban transverse a chruthachadh a tha co-ionann ri meud aon replicon agus air an cur còmhla le neo-histone (searbhagach)

Aig ìre cromoneemal (700 nm), tha na lùban ag èirigh, agus tha an cromatin eadhon nas cruaidhe. Tha na sreathan de chromosoman air an riochdachadh mar-thà anns a 'mhicroscop aotrom.

Tha an ìre chromosomal (1400 nm) air fhaicinn ann an ùine na metaphase.

Mutachaidhean agus an dreuchd ann an leigheas

Chan eil a 'mhilleadh chromosomes neo-chumanta, ach faodaidh diofar ìrean agus measaidhean a bhith aige. Mar as trice bidh atharrachaidhean anns an cruth structarach de chromosom stèidhichte air a 'chiad siorrachas iomlan. Ma tha a 'briseadh ann an chromosome, agus an uair sin a' bhuidheann a tha a 'dèanamh ath-structaradh an cuid, leis an toradh a tha chromosomal mutation no aberration.

Rè iomadh rud homologous cròmasoman iomlaideachadh raointean iomchaidh, agus tha e a 'briseadh mar as trice a' tachairt aig an àm seo. Nam biodh iomlaid de phàirtean neo-ionann de ghinean aig àm gluasad thairis, nochdaidh buidhnean gluasaid ùra.

Seòrsaichean de mhodhan

Tha grunn sheòrsaichean de mhòdan ann a tha stèidhichte air an dòigh anns an do thòisich iad. Tha a 'mhodh fìneachaidh a' nochdadh mar thoradh air an àireamh de làraichean gine. Ma dhùblaicheadh cuid de na gnèithean - tha e na dhùblachadh. Rè an tionndadh, gluaisidh earrann an chromosome eadar na mì-chothroman suas 180 °.

Tha ath-shuidheachadh na ghluasad bho aon chromosome gu fear eile, agus ma tha an gluasad a 'tachairt eadar cromosoman neo-dhearbhach, tha an t-ath-ghairm air a ghairm eadar-dhealaichte, agus ma tha an criomag ceangailte ris an aon chromosome, canar tar-chuir ris a' chòmhradh. Rè Robertsonian ath- nochdadh a h-aonadh a-steach gu aon de dhà neo-homologous structaran.

Tha mucan ciùrnrach is cinneachail ann cuideachd.

RNA

A rèir an ìre anns a bheil a 'chill suidhichte, tha an sgrìobhadh ceimigeach, morphology nan cromosoman agus am meud, ach tha an stuth ginteil a' giùlan chan e a-mhàin DNA agus chromosomes anns a 'chnoc.

Is e structar eile a tha an sàs ann a bhith a 'gluasad agus a' stòradh fiosrachadh ginteil a th 'ann an acid ribonucleic (RNA).

Tha mRNA, no mRNA (matrix, no fiosrachadh), tha e an sàs ann a bhith a 'dèanamh synthesis de phrotainnean le taighean air an toirt seachad. Airson seo, tha e riatanach gum faigh an "togail" "stiùireadh" a bheir fios anns an òrdugh a bu chòir na h-aminoidean a bhith air an gabhail a-steach don t-sèine de mhaptidean. Is e an stiùireadh seo fiosrachadh air a chòdachadh ann an sreath mRNA nucleotides (mRNA). Is e tar-sgrìobhadh a 'phròiseas co-shìnteadh matrix RNA.

Faodar pròiseas leughadh fiosrachadh bho DNA a choimeas ri prògram coimpiutair. An toiseach, bu chòir dha RNA polymerase lorg neach-adhartachaidh-roinn sònraichte den mholacile DNA a tha a 'comharrachadh roinn toiseach an tar-sgrìobhaidh. Bidh an RNA polymerase ceangailte ris an àrd-neach-adhartachaidh agus a 'tòiseachadh le bhith a' cur às do choil a tha faisg air an DNA helic. Aig an ìre seo, tha an dà sreathan de DNA air an ceangal bho chèile, às deidh sin bidh an enzyme a 'tòiseachadh a' cruthachadh mRNA air aon dhiubh (eiseimpleir còdachaidh 3 '-end). Tha Ribonucleotides air an cruinneachadh ann an sreath a rèir riaghailt co-ionnanachd le DNA nucleotides, agus a tha eadar-dhealaichte ri teamplaid DNA sreang.

Pròiseas ath-sgrìobhadh

Mar sin, mar a tha sinn a 'gluasad sìos an DNA dual, an enzyme ceart a' leughadh a h-uile fiosrachadh, a 'leantainn air a' phròiseas gus ùr a 'coinneachadh sònraichte sreath de nucleotides. Tha e ris an canar Terminator transkripktsii, agus a 'sealltainn gu bheil a' RNA polymerase bu chòir a sgaradh bho DNA agus an teamplaid dual, agus bho ùr synthesized mRNA. Sum de na raointean-àrdachaidh gu Terminator gabhail a-steach ath-sgrìobhadh cuibhrionn ghairm aonad tar-sgrìobhadh - transcriptional.

Cho luath 'sa RNA polymerase gluasad còmhla kodogennoy slabhraidh transcribed aon-tìr roinnean de DNA còmhla agus a-rithist ann an cruth dùbailte Helix. Stèidhichte mRNA 'giùlan an dearbh leth-bhreac de an dàta a lethbhreacadh bho DNA earrann. Nucleotides de mRNA còdachadh an amino acid òrdugh Tha an cruinneachadh ann an thriùir agus canar codons. Tha gach codon an mRNA rèir a sònraichte amino acid.

Properties 'agus' ghnìomh ghinean

Tha an gine a tha air a bhith gnìomhach a indivisible elementary-aonadan heredity-stuth. Tha an riochd DNA moileciuil sa chruinne-cuibhrionn tha encoded structar co-dhiù aon peptide.

Tha an gine Tha feartan sònraichte, a 'chiad dhiubh - air leth gnìomh. Tha seo a 'ciallachadh gu bheil eadar-dhealaichte ghinean smachd a chumail air leasachadh ionadail soidhnichean fa leth.
an constancy na seilbh a shuidheachadh leis an fhìrinn gu bheil an gine tha atharrachadh le oighreachail ginealaich, mur eil, gu dearbh, cha robh mutation. Bho seo tha ea 'leantainn a' ghine nach urrainn a bhith air atharrachadh rè beatha.

Tha specificity gnìomha a tha mar thoradh air an leasachadh air feart no buidheann de fheartan, ach an ghinean a dh'fhaodadh a bhith iomadh gnìomh - tha seo air a ghairm pleiotropy.

Seilbh dosing gnìomha a 'sònrachadh na h-ìre gu bheil an soidhne a dh'fhaodadh a leasachadh air sgàth genome.

Tha iad cuideachd feart an allelic staid, is e sin, cha mhòr a h-uile ghinean a tha alleles, aig a bheil an àireamh a 'tòiseachadh le dhà.