تعداد کروموزوم ها در انواع مختلف موجودات زنده. یک گربه چند کروموزوم دارد؟ ژنتیک داده هایی را در مورد ژنوم های مختلف ارائه می دهد. کاریوتایپ چیست

واژه کروموزوم اولین بار توسط V مطرح شد. شناسایی اجسام کروموزوم در هسته سلول های بین فازی با استفاده از روش های ریخت شناسی بسیار دشوار است. خود کروموزوم ها، به عنوان اجسام شفاف و متراکم که به وضوح در یک میکروسکوپ نوری قابل مشاهده هستند، فقط اندکی قبل از تقسیم سلولی آشکار می شوند.

اگر این کار به درد شما نمی خورد، در پایین صفحه لیستی از آثار مشابه وجود دارد. همچنین می توانید از دکمه جستجو استفاده کنید

سخنرانی شماره 6

کروموزوم ها

کروموزوم ها ساختار اصلی خود تولید کننده عملکردی هسته هستند که در آن DNA متمرکز شده و عملکردهای هسته با آنها مرتبط است. اصطلاح "کروموزوم" برای اولین بار توسط W. Waldeyer در سال 1888 ارائه شد.

شناسایی اجسام کروموزومی در هسته سلول های اینترفاز با استفاده از روش های مورفولوژیکی بسیار دشوار است. خود کروموزوم ها، به عنوان اجسام شفاف و متراکم که به وضوح در یک میکروسکوپ نوری قابل مشاهده هستند، فقط اندکی قبل از تقسیم سلولی آشکار می شوند. در خود اینترفاز، کروموزوم ها به عنوان اجسام متراکم قابل مشاهده نیستند، زیرا در حالت شل و متراکم شده هستند.

تعداد و مورفولوژی کروموزوم ها

تعداد کروموزوم‌ها برای تمام سلول‌های یک گونه حیوانی یا گیاهی ثابت است، اما در بین اجسام مختلف به طور قابل توجهی متفاوت است. ربطی به سطح سازماندهی موجودات زنده ندارد. موجودات اولیه می توانند کروموزوم های زیادی داشته باشند، در حالی که موجودات بسیار سازمان یافته دارای کروموزوم های بسیار کمتری هستند. به عنوان مثال، در برخی از رادیولارها تعداد کروموزوم ها به 1000-1600 می رسد. رکورددار در بین گیاهان از نظر تعداد کروموزوم (حدود 500 کروموزوم) سرخس چمنی است؛ درخت توت دارای 308 کروموزوم است. اجازه دهید نمونه‌هایی از محتوای کمی کروموزوم‌ها در برخی موجودات بیاوریم: خرچنگ 196، انسان 46، شامپانزه 48، گندم نرم 42، سیب‌زمینی 18، مگس میوه 8، مگس خانگی 12. کمترین تعداد کروموزوم (2) در یک کروموزوم مشاهده می‌شود. از نژادهای آسکاریس، گیاه Asteraceae Haplopapus تنها 4 کروموزوم دارد.

اندازه کروموزوم ها در بین موجودات مختلف بسیار متفاوت است. بنابراین، طول کروموزوم ها می تواند از 0.2 تا 50 میکرون متفاوت باشد. کوچکترین کروموزوم ها در برخی از تک یاخته ها، قارچ ها و جلبک ها و کروموزوم های بسیار کوچک در کتان و نیزارهای دریایی یافت می شوند. آنها به قدری کوچک هستند که با میکروسکوپ نوری به سختی می توان آنها را دید. طولانی ترین کروموزوم ها در برخی از حشرات ارتوپتر، دوزیستان و لیلیاسه ها یافت می شود. طول کروموزوم های انسان در محدوده 1.5-10 میکرون است. ضخامت کروموزوم ها بین 0.2 تا 2 میکرون است.

مورفولوژی کروموزوم ها در لحظه بیشترین تراکم، در متافاز و در آغاز آنافاز به بهترین وجه مورد مطالعه قرار می گیرد. کروموزوم های حیوانات و گیاهان در این حالت ساختارهای میله ای شکل با طول های مختلف با ضخامت نسبتاً ثابت هستند؛ در اکثر کروموزوم ها یافتن منطقه آسان است.انقباض اولیه، که کروموزوم را به دو قسمت تقسیم می کندشانه . در ناحیه انقباض اولیه وجود داردسانترومر یا کینتوکور . این یک ساختار صفحه مانند و دیسکی شکل است. توسط فیبرهای نازک به بدنه کروموزوم در ناحیه انقباض متصل می شود. kinetochore از نظر ساختاری و عملکردی درک ضعیفی دارد. بنابراین، مشخص است که یکی از مراکز پلیمریزاسیون توبولین است؛ دسته‌هایی از میکروتوبول‌های دوک میتوزی از آن رشد می‌کنند و به سمت سانتریول‌ها می‌روند. این دسته از میکروتوبول ها در حرکت کروموزوم ها به سمت قطب های سلول در طول میتوز شرکت می کنند. برخی از کروموزوم ها دارندانقباض ثانویه. دومی معمولاً در نزدیکی انتهای دیستال کروموزوم قرار دارد و بخش کوچکی را جدا می کندماهواره . اندازه و شکل ماهواره برای هر کروموزوم ثابت است. اندازه و طول انقباضات ثانویه نیز بسیار ثابت است. برخی از انقباضات ثانویه نواحی تخصصی کروموزوم ها هستند که با تشکیل هسته مرتبط هستند (سازمان دهندگان هسته)؛ برخی دیگر با تشکیل هسته مرتبط نیستند و نقش عملکردی آنها به طور کامل شناخته نشده است. بازوهای کروموزوم به بخش های انتهایی ختم می شوندتلومرها انتهای تلومر کروموزوم ها قادر به اتصال به کروموزوم های دیگر یا قطعات آنها نیستند، بر خلاف انتهای کروموزوم هایی که فاقد مناطق تلومری هستند (در نتیجه شکستگی ها) که می توانند به همان انتهای شکسته سایر کروموزوم ها بپیوندند.

بر اساس محل انقباض اولیه (سانترومر)، موارد زیر متمایز می شوند:انواع کروموزوم ها:

1. متا مرکزیسانترومر در وسط قرار دارد، بازوها از نظر طول مساوی یا تقریباً مساوی هستند، در متافاز به دست می آید. V شکل؛

2. زیر متاسانتریکانقباض اولیه کمی به یکی از قطب ها منتقل می شود، یک بازو کمی بلندتر از دیگری است، در متافاز دارای L شکل؛

3. متمادیسانترومر به شدت به یکی از قطب ها منتقل می شود ، یک بازو بسیار طولانی تر از دیگری است ، در متافاز خم نمی شود و شکل میله ای دارد.

4. تلوسنتریکسانترومر در انتهای کروموزوم قرار دارد، اما چنین کروموزوم هایی در طبیعت یافت نشده است.

معمولاً هر کروموزوم فقط یک سانترومر (کروموزوم های تک مرکزی) دارد، اما کروموزوم ها می توانند ایجاد شوند.دو مرکزی (با 2 سانترومر) وچند مرکزی(دارای سانترومرهای زیادی).

گونه هایی (به عنوان مثال، جگرها) وجود دارند که در آنها کروموزوم ها دارای مناطق سانترومری قابل مشاهده نیستند (کروموزوم هایی با سانترومرهای پراکنده). آنها نامیده می شوندغیر مرکزی و قادر به انجام حرکت منظم در طول تقسیم سلولی نیستند.

ترکیب شیمیایی کروموزوم ها

اجزای اصلی کروموزوم ها DNA و پروتئین های اساسی (هیستون ها) هستند. کمپلکس DNA با هیستون هادئوکسی ریبونوکلئوپروتئین(DNP) حدود 90 درصد از جرم هر دو کروموزوم جدا شده از هسته های بین فاز و کروموزوم های سلول های در حال تقسیم را تشکیل می دهد. محتوای DNP برای هر کروموزوم یک گونه معین از ارگانیسم ثابت است.

از میان اجزای معدنی، مهمترین آنها یون های کلسیم و منیزیم هستند که به کروموزوم ها انعطاف پذیری می دهند و حذف آنها کروموزوم ها را بسیار شکننده می کند.

فراساختار

هر کروموزوم میتوزی در بالا پوشیده شده استپلیکول . داخل استماتریس ، که در آن یک نخ DNP مارپیچی به ضخامت 4-10 نانومتر قرار دارد.

فیبریل های اولیه DNP جزء اصلی هستند که در ساختار کروموزوم های میتوزی و میوزی قرار دارند. بنابراین، برای درک ساختار چنین کروموزوم هایی، لازم است بدانیم که چگونه این واحدها به عنوان بخشی از بدن کروموزوم فشرده سازماندهی می شوند. مطالعه فشرده فراساختار کروموزوم در اواسط دهه 50 قرن گذشته آغاز شد که با معرفی میکروسکوپ الکترونی به سیتولوژی همراه بود. 2 فرضیه برای سازماندهی کروموزوم ها وجود دارد.

1). غیرقابل تغییر این فرضیه بیان می کند که تنها یک مولکول DNP دو رشته ای روی کروموزوم وجود دارد. این فرضیه دارای تایید مورفولوژیکی، اتورادیوگرافی، بیوشیمیایی و ژنتیکی است، که این دیدگاه را امروزه به محبوب ترین دیدگاه تبدیل می کند، زیرا حداقل برای تعدادی از اشیاء (درزوفیلا، مخمر) ثابت شده است.

2). چند شکلی فرضیه این است که چندین مولکول DNP دو رشته ای در یک بسته نرم افزاری ترکیب می شوندکرومونما ، و به نوبه خود، 2-4 کرومونما، با چرخش، یک کروموزوم را تشکیل می دهند. تقریباً تمام مشاهدات چند منظوره کروموزوم با استفاده از یک میکروسکوپ نوری بر روی اجسام گیاه شناسی با کروموزوم های بزرگ (نیلوفران، پیازهای مختلف، لوبیا، تراسکانتیا، گل صد تومانی) انجام شد. این امکان وجود دارد که پدیده های پلی خونی که در سلول های گیاهان عالی مشاهده شد، تنها مشخصه این اجسام باشد.

بنابراین، ممکن است چندین اصل مختلف برای سازماندهی ساختاری کروموزوم ها در موجودات یوکاریوتی وجود داشته باشد.

در سلول های اینترفاز، بسیاری از نواحی کروموزوم ها از حالت اسپیرال خارج می شوند که با عملکرد آنها مرتبط است. آنها نامیده می شوندیوکروماتین اعتقاد بر این است که مناطق اکروماتیک کروموزوم ها فعال هستند و کل مجموعه اصلی ژن های سلول یا ارگانیسم را در بر می گیرند. یوکروماتین به صورت دانه بندی ریز مشاهده می شود یا اصلاً در هسته یک سلول اینترفاز قابل مشاهده نیست.

در طول انتقال سلول از میتوز به اینترفاز، مناطق خاصی از کروموزوم های مختلف یا حتی کروموزوم های کامل فشرده، مارپیچی و به خوبی رنگ آمیزی می شوند. این مناطق نامیده می شوندهتروکروماتین . در سلول به شکل دانه های درشت، توده ها و پوسته ها وجود دارد. نواحی هتروکروماتیک معمولاً در نواحی تلومر، سانترومر و دور هسته کروموزوم ها قرار دارند، اما می توانند بخشی از قسمت های داخلی آنها نیز باشند. از دست دادن حتی بخش های قابل توجهی از مناطق هتروکروماتیک کروموزوم ها منجر به مرگ سلولی نمی شود، زیرا آنها فعال نیستند و ژن های آنها به طور موقت یا دائمی کار نمی کنند.

ماتریکس جزء کروموزوم های میتوزی گیاهان و جانوران است که در خلال رها شدن کروموزوم ها آزاد می شود و از ساختارهای فیبریلار و دانه ای از طبیعت ریبونوکلئوپروتئین تشکیل شده است. شاید نقش ماتریکس انتقال مواد حاوی RNA توسط کروموزوم ها باشد که هم برای تشکیل هسته و هم برای بازسازی خود کاریوپلاسم در سلول های دختر ضروری است.

مجموعه کروموزوم. کاریوتایپ

ثبات ویژگی هایی مانند اندازه، محل انقباضات اولیه و ثانویه، وجود و شکل ماهواره ها، فردیت مورفولوژیکی کروموزوم ها را تعیین می کند. به لطف این فردیت مورفولوژیکی، در بسیاری از گونه های جانوران و گیاهان، می توان هر مجموعه کروموزوم را در هر سلول تقسیم کننده تشخیص داد.

مجموع تعداد، اندازه و مورفولوژی کروموزوم ها نامیده می شودکاریوتیپ از این نوع کاریوتایپ مانند صورت یک گونه است. حتی در گونه‌های نزدیک به هم، مجموعه‌های کروموزوم‌ها یا از نظر تعداد کروموزوم‌ها یا در اندازه حداقل یک یا چند کروموزوم یا در شکل کروموزوم‌ها و ساختار آنها با یکدیگر متفاوت هستند. در نتیجه، ساختار کاریوتیپ می تواند یک ویژگی طبقه بندی (سیستماتیک) باشد که به طور فزاینده ای در طبقه بندی حیوانات و گیاهان استفاده می شود.

نمایش گرافیکی کاریوتایپ نامیده می شودایدیوگرام

تعداد کروموزوم ها در سلول های زایای بالغ نامیده می شودهاپلوئید (با علامت n ). سلول های سوماتیک حاوی دو برابر تعداد کروموزوم هستندمجموعه دیپلوئید (2 n ). به سلول هایی که بیش از دو دسته کروموزوم دارند گفته می شودپلی پلوئید (3 n، 4 n، 8 n، و غیره).

مجموعه دیپلوئید شامل کروموزوم های جفتی است که از نظر شکل، ساختار و اندازه یکسان هستند، اما منشأ متفاوتی دارند (یکی مادری، دیگری پدری). آنها نامیده می شوندهمولوگ

در بسیاری از حیوانات دوپایه بالاتر در مجموعه دیپلوئید یک یا دو کروموزوم جفت نشده وجود دارد که در نر و ماده متفاوت است.جنسی کروموزوم ها کروموزوم های باقی مانده نامیده می شونداتوزوم ها . مواردی توصیف شده است که یک مرد فقط یک کروموزوم جنسی داشته باشد و یک زن دارای دو کروموزوم باشد.

در بسیاری از ماهی ها، پستانداران (از جمله انسان)، برخی از دوزیستان (قورباغه های جنس)رعنا حشرات (سوسک‌ها، دوپترا، ارتوپترا)، کروموزوم بزرگ با حرف X و کروموزوم کوچک با حرف Y مشخص می‌شود. در این حیوانات، در کاریوتیپ ماده، آخرین جفت با دو کروموزوم XX نشان داده می‌شود و در نر توسط کروموزوم XY.

در پرندگان، خزندگان، گونه های خاصی از ماهی ها، برخی از دوزیستان (دوزیستان دم دار) و پروانه ها، جنس نر دارای کروموزوم های جنسی مشابه است. WW کروموزوم ها) و ماده متفاوت است (کروموزوم WZ).

در بسیاری از حیوانات و انسان ها، در سلول های افراد ماده، یکی از دو کروموزوم جنسی عمل نمی کند و بنابراین به طور کامل در حالت مارپیچی (هتروکروماتین) باقی می ماند. در هسته اینترفاز به شکل توده یافت می شودکروماتین جنسیدر غشای هسته ای داخلی هر دو کروموزوم جنسی در طول زندگی در بدن مرد عمل می کنند. اگر کروماتین جنسی در هسته سلول های بدن مرد تشخیص داده شود، به این معنی است که او یک کروموزوم X اضافی دارد (بیماری XXY Kleinfelter). این ممکن است در نتیجه اختلال در تولید اسپرم یا اووژنز رخ دهد. مطالعه محتوای کروماتین جنسی در هسته های اینترفاز به طور گسترده در پزشکی برای تشخیص بیماری های کروموزومی انسان ناشی از عدم تعادل کروموزوم های جنسی استفاده می شود.

کاریوتیپ تغییر می کند

تغییرات در کاریوتایپ ممکن است با تغییر در تعداد کروموزوم ها یا تغییر در ساختار آنها همراه باشد.

تغییرات کمی در کاریوتیپ: 1) پلی پلوئیدی; 2) آنیوپلوئیدی

پلی پلوئیدی این افزایش چند برابری در تعداد کروموزوم ها در مقایسه با هاپلوئید است. در نتیجه، به جای سلول های دیپلوئید معمولی (2 n ) به عنوان مثال تریپلوئید (3 n ، تتراپلوئید (4 n ) اکتاپلوید (8 n ) سلول ها. بنابراین در پیازها که سلول های دیپلوئید آن دارای 16 کروموزوم است، سلول های تریپلوئید دارای 24 کروموزوم و سلول های تتراپلوئید دارای 32 کروموزوم هستند. سلول های پلی پلوئید اندازه بزرگی دارند و قابلیت زنده مانی بیشتری دارند.

پلی پلوئیدی در طبیعت به ویژه در بین گیاهان گسترده است، بسیاری از گونه های آن در نتیجه دو برابر شدن چند برابر تعداد کروموزوم ها به وجود آمده اند. بیشتر گیاهان کشت شده، به عنوان مثال، گندم نان، جو چند ردیفه، سیب زمینی، پنبه، و بیشتر گیاهان میوه ای و زینتی، به طور طبیعی پلی پلوئید هستند.

از نظر تجربی، سلول های پلی پلوئیدی به راحتی با عمل یک آلکالوئید به دست می آیندکلشی سین یا سایر موادی که میتوز را مختل می کنند. کلشی سین دوک را از بین می برد، به طوری که کروموزوم های دو برابر شده در صفحه استوایی باقی می مانند و به قطب ها واگرا نمی شوند. پس از توقف عمل کلشی سین، کروموزوم ها یک هسته مشترک، اما بزرگتر (پلی پلوئید) را تشکیل می دهند. در طی تقسیمات بعدی، کروموزوم ها دوباره دو برابر می شوند و به سمت قطب ها حرکت می کنند، اما دو برابر تعداد آنها باقی می ماند. پلی پلوئیدهای مصنوعی به دست آمده به طور گسترده در اصلاح نباتات استفاده می شود. انواع چغندرقند تری پلوئید، چاودار تتراپلوئید، گندم سیاه و سایر محصولات زراعی ایجاد شده است.

در حیوانات، پلی پلوئیدی کامل بسیار نادر است. به عنوان مثال، در کوه های تبت یکی از گونه های قورباغه زندگی می کند که جمعیت آن در دشت دارای مجموعه کروموزوم دیپلوئیدی است و جمعیت های کوهستانی دارای یک تریپلوئید یا حتی تتراپلوئید هستند.

در انسان، پلی پلوئیدی منجر به عواقب شدید منفی می شود. تولد کودکان مبتلا به پلی پلوئیدی بسیار نادر است. معمولاً مرگ ارگانیسم در مرحله جنینی رشد رخ می دهد (حدود 22.6٪ از تمام سقط های خود به خود به دلیل پلی پلوئیدی ایجاد می شود). لازم به ذکر است که تریپلوئیدی 3 برابر بیشتر از تتراپلوئیدی رخ می دهد. اگر با این وجود کودکان مبتلا به سندرم تریپلوئیدی به دنیا بیایند، در رشد اندام های خارجی و داخلی ناهنجاری هایی دارند، عملاً زنده نیستند و در روزهای اول پس از تولد می میرند.

پلی پلوئیدی سوماتیک بیشتر مشاهده می شود. بنابراین، در سلول های کبد انسان با افزایش سن، سلول های تقسیم شده کمتر و کمتر می شوند، اما تعداد سلول های دارای یک هسته بزرگ یا دو هسته افزایش می یابد. تعیین مقدار DNA در چنین سلول هایی به وضوح نشان می دهد که آنها تبدیل به پلی پلوئید شده اند.

آنیوپلوئیدی این افزایش یا کاهش در تعداد کروموزوم هایی است که مضربی از عدد هاپلوئید نیست. ارگانیسم های آنیوپلوئیدی، یعنی ارگانیسم هایی که در آنها همه سلول ها حاوی مجموعه کروموزوم های آنیوپلوئیدی هستند، معمولاً عقیم یا ضعیف هستند. به عنوان نمونه ای از آنئوپلوئیدی، برخی از بیماری های کروموزومی انسان را در نظر بگیرید. سندرم کلاینفلتر: سلول های بدن مرد دارای یک کروموزوم X اضافی هستند که منجر به توسعه نیافتگی فیزیکی عمومی بدن، به ویژه سیستم تولید مثل و ناهنجاری های ذهنی می شود. سندرم داون: یک کروموزوم اضافی در جفت 21 وجود دارد که منجر به عقب ماندگی ذهنی، ناهنجاری های اندام های داخلی می شود. این بیماری با برخی از علائم خارجی زوال عقل همراه است و در مردان و زنان رخ می دهد. سندرم ترنر به دلیل فقدان یک کروموزوم X در سلول های بدن زن ایجاد می شود. خود را در توسعه نیافتگی سیستم تولید مثل، ناباروری و علائم خارجی زوال عقل نشان می دهد. اگر یک کروموزوم X در سلول های بدن مرد وجود نداشته باشد، مرگ در مرحله جنینی رخ می دهد.

سلول های آنیوپلوئیدی به طور مداوم در یک ارگانیسم چند سلولی در نتیجه اختلال در روند طبیعی تقسیم سلولی ایجاد می شوند. به عنوان یک قاعده، چنین سلول هایی به سرعت می میرند، اما در برخی شرایط پاتولوژیک بدن با موفقیت تولید مثل می کنند. درصد بالایی از سلول های آنیوپلوئید مشخصه، به عنوان مثال، بسیاری از تومورهای بدخیم انسان و حیوانات است.

تغییرات ساختاری در کاریوتایپ.بازآرایی های کروموزومی یا انحرافات کروموزومی در نتیجه شکست های منفرد یا چندگانه کروموزوم ها یا کروماتیدها رخ می دهد. قطعات کروموزوم در محل های شکسته قادر به اتصال به یکدیگر یا با قطعات کروموزوم های دیگر در مجموعه هستند. انحرافات کروموزومی از انواع زیر هستند.حذف این از دست دادن بخش میانی کروموزوم است.تفاوت این جدا شدن بخش انتهایی یک کروموزوم است.وارونگی پاره کردن قسمتی از کروموزوم، چرخش 180 آن 0 و پیوستن به همان کروموزوم؛ این امر نظم نوکلئوتیدها را مختل می کند.تکثیر. مضاعف شدن شکستن قسمتی از کروموزوم و اتصال آن به کروموزوم همولوگ.جابجایی جدا شدن قسمتی از یک کروموزوم و اتصال آن به یک کروموزوم غیر همولوگ.

در نتیجه چنین بازآرایی ها، کروموزوم های دی مرکزی و غیر مرکزی می توانند تشکیل شوند. حذف، تمایز و جابجایی بزرگ به طور چشمگیری مورفولوژی کروموزوم ها را تغییر می دهد و به وضوح زیر میکروسکوپ قابل مشاهده است. حذف‌ها و جابه‌جایی‌های کوچک و همچنین وارونگی‌ها با تغییر در وراثت ژن‌های موضعی در مناطق کروموزوم‌های تحت تأثیر بازآرایی و با تغییر در رفتار کروموزوم‌ها در طول تشکیل گامت‌ها شناسایی می‌شوند.

تغییرات ساختاری در کاریوتایپ همیشه منجر به پیامدهای منفی می شود. به عنوان مثال، سندرم "گریه گربه" ناشی از یک جهش کروموزومی (تقسیم) در جفت 5 کروموزوم در انسان است. خود را در رشد غیر طبیعی حنجره نشان می دهد که به جای گریه معمولی در اوایل کودکی منجر به "میو" می شود و در رشد جسمی و ذهنی عقب ماندگی می کند.

تکثیر کروموزوم

اساس دوبرابر شدن (تکثیر) کروموزوم ها فرآیند همانند سازی DNA است، یعنی. فرآیند خود تولید مثل ماکرومولکول های اسید نوکلئیک، تضمین کپی دقیق اطلاعات ژنتیکی و انتقال آن از نسلی به نسل دیگر. سنتز DNA با واگرایی رشته‌ها آغاز می‌شود، که هر کدام به عنوان الگویی برای سنتز یک رشته دختر عمل می‌کنند. محصولات تکثیر دو مولکول DNA دختر هستند که هر کدام از یک والد و یک رشته دختر تشکیل شده است. جایگاه مهمی در بین آنزیم های تکثیر توسط DNA پلیمراز اشغال شده است که سنتز را با سرعتی در حدود 1000 نوکلئوتید در ثانیه (در باکتری ها) انجام می دهد. تکثیر DNA نیمه محافظه کارانه است، یعنی. در طول سنتز دو مولکول DNA دختر، هر یک از آنها حاوی یک زنجیره "قدیمی" و یک "جدید" است (این روش تکرار توسط واتسون و کریک در سال 1953 به اثبات رسید). قطعاتی که در طول تکثیر روی یک رشته سنتز می‌شوند، توسط آنزیم DNA لیگاز به هم متصل می‌شوند.

تکثیر شامل پروتئین هایی است که مارپیچ دوگانه DNA را باز می کند، بخش های پیچ خورده را تثبیت می کند و از درهم پیچیده شدن مولکول ها جلوگیری می کند.

تکثیر DNA در یوکاریوت ها کندتر اتفاق می افتد (حدود 100 نوکلئوتید در ثانیه)، اما به طور همزمان در بسیاری از نقاط در یک مولکول DNA.

از آنجایی که سنتز پروتئین نیز همزمان با تکثیر DNA اتفاق می‌افتد، می‌توان در مورد تکثیر کروموزوم صحبت کرد. مطالعاتی که در دهه 50 قرن بیستم انجام شد نشان داد که مهم نیست که کروموزوم‌های ارگانیسم‌های گونه‌های مختلف دارای چه تعداد رشته‌های DNA هستند که به صورت طولی مرتب شده‌اند، کروموزوم‌ها در طول تقسیم سلولی به گونه‌ای رفتار می‌کنند که گویی از دو زیرواحد تکرار شونده به طور همزمان تشکیل شده‌اند. پس از تکثیر، که در اینترفاز اتفاق می افتد، هر کروموزوم دو برابر می شود و حتی قبل از شروع تقسیم در سلول، همه چیز برای توزیع یکنواخت کروموزوم ها بین سلول های دختر آماده است. اگر پس از تکثیر مجدد تقسیم صورت نگیرد، سلول پلی پلوئید می شود. در طول تشکیل کروموزوم های پلیتن، کرومونماها تکرار می شوند، اما واگرا نمی شوند، به همین دلیل کروموزوم های غول پیکر با تعداد زیادی کرومونما به دست می آیند.

حاوی ژن نام "کروموزوم" از کلمات یونانی (chrōma - رنگ، رنگ و sōma - بدن) گرفته شده است و به این دلیل است که سلول ها هنگام تقسیم شدن، در حضور رنگ های اساسی (به عنوان مثال، آنیلین) به شدت رنگ می شوند.

بسیاری از دانشمندان، از آغاز قرن بیستم، در مورد این سوال فکر کرده اند: "یک فرد چند کروموزوم دارد؟" بنابراین، تا سال 1955، تمام "ذهن های بشریت" متقاعد شده بودند که تعداد کروموزوم ها در انسان 48 است، یعنی. 24 جفت. دلیل آن این بود که تئوفیلوس پینتر (دانشمند تگزاسی) طبق تصمیم دادگاه (1921) آنها را به اشتباه در بخش های آماده سازی بیضه های انسان شمارش کرد. متعاقباً دانشمندان دیگر نیز با استفاده از روش های مختلف محاسبه به این نظر رسیدند. حتی پس از توسعه روشی برای جداسازی کروموزوم ها، محققان نتیجه پینتر را به چالش نکشیدند. این خطا توسط دانشمندان آلبرت لوان و جو-هین تیو در سال 1955 کشف شد که به طور دقیق تعداد جفت کروموزوم یک فرد یعنی 23 را محاسبه کردند (فناوری مدرن تری برای شمارش آنها استفاده شد).

سلول های سوماتیک و ژرم حاوی مجموعه کروموزوم های متفاوتی در گونه های بیولوژیکی هستند که نمی توان در مورد ویژگی های مورفولوژیکی کروموزوم ها که ثابت هستند صحبت کرد. دارای یک دوتایی (مجموعه دیپلوئید) هستند که به جفت کروموزوم های یکسان (همولوگ) تقسیم می شوند که از نظر مورفولوژی (ساختار) و اندازه مشابه هستند. یک قسمت همیشه منشأ پدری دارد، دیگری منشاء مادری. سلول های جنسی انسان (گامت ها) توسط یک مجموعه هاپلوئید (تک) کروموزوم نشان داده می شوند. هنگامی که یک تخمک بارور می شود، مجموعه های هاپلوئیدی از گامت های ماده و نر در یک هسته زیگوت متحد می شوند. در این حالت، شماره گیری دوبار بازیابی می شود. می توان با دقت گفت که یک فرد چند کروموزوم دارد - 46 عدد از آنها وجود دارد که 22 جفت آنها اتوزوم و یک جفت کروموزوم جنسی (گونوزوم) هستند. جنس ها تفاوت هایی دارند - هم مورفولوژیکی و هم ساختاری (ترکیب ژن). 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.

از نظر مورفولوژیکی، کروموزوم ها در طول تقسیم سلولی، زمانی که دو برابر می شوند، تغییر می کنند (به استثنای سلول های زاینده، که در آن ها تکثیر اتفاق نمی افتد). این کار بارها تکرار می شود، اما هیچ تغییری در مجموعه کروموزوم مشاهده نمی شود. کروموزوم ها در یکی از مراحل تقسیم سلولی (متافاز) بیشتر قابل توجه هستند. در طول این مرحله، کروموزوم ها توسط دو تشکیلات شکاف طولی (کروماتیدهای خواهر) نشان داده می شوند که در ناحیه به اصطلاح انقباض اولیه یا سانترومر (عنصر اجباری کروموزوم) باریک و متحد می شوند. تلومرها انتهای یک کروموزوم هستند. از نظر ساختاری، کروموزوم های انسانی با DNA (اسید دئوکسی ریبونوکلئیک) نشان داده می شوند که ژن های سازنده آنها را رمزگذاری می کند. ژن ها به نوبه خود حامل اطلاعاتی در مورد یک صفت خاص هستند.

رشد فردی بستگی به تعداد کروموزوم های یک فرد دارد. مفاهیمی مانند: آنئوپلوئیدی (تغییر تعداد کروموزوم های فردی) و پلی پلوئیدی (تعداد مجموعه های هاپلوئید بیشتر از دیپلوئید است). مورد دوم می تواند چندین نوع باشد: از دست دادن یک کروموزوم همولوگ (مونوسومی) یا ظاهر (تریزومی - یک اضافی، تترازومی - دو اضافی و غیره). همه اینها نتیجه جهش های ژنومی و کروموزومی است که می تواند منجر به شرایط پاتولوژیک مانند سندرم کلاین فلتر، سندرم شرشفسکی-ترنر و سایر بیماری ها شود.

بنابراین، تنها قرن بیستم به همه سؤالات پاسخ داد و اکنون هر ساکن تحصیل کرده سیاره زمین می داند که یک فرد چند کروموزوم دارد. جنسیت نوزاد متولد نشده به ترکیب 23 جفت کروموزوم (XX یا XY) بستگی دارد و این در هنگام لقاح و ادغام سلول‌های تولید مثل زن و مرد تعیین می‌شود.

ژنتیک علمی است که الگوهای وراثت و تنوع همه موجودات زنده را مطالعه می کند. این علم است که به ما اطلاعاتی در مورد تعداد کروموزوم ها در انواع مختلف موجودات، اندازه کروموزوم ها، مکان ژن ها روی آنها و نحوه به ارث بردن ژن ها می دهد. ژنتیک همچنین جهش هایی را که در طول تشکیل سلول های جدید رخ می دهد، مطالعه می کند.

مجموعه کروموزوم

هر موجود زنده ای (تنها استثناء باکتری است) کروموزوم دارد. آنها در هر سلول بدن به مقدار مشخصی قرار دارند. در تمام سلول های سوماتیک، کروموزوم ها دو بار، سه بار یا بیشتر تکرار می شوند، بسته به نوع جانور یا ارگانیسم گیاهی. در سلول‌های زایا، مجموعه کروموزوم هاپلوئید، یعنی منفرد است. این امر ضروری است تا هنگامی که دو سلول زایا با هم ادغام می شوند، مجموعه صحیح ژن ها برای بدن بازیابی شود. با این حال، مجموعه کروموزوم هاپلوئید همچنین حاوی ژن هایی است که مسئول سازماندهی کل ارگانیسم هستند. برخی از آنها ممکن است در فرزندان ظاهر نشوند اگر سلول تولید مثل دوم دارای ویژگی های قوی تری باشد.

یک گربه چند کروموزوم دارد؟

پاسخ این سوال را در این قسمت خواهید یافت. هر نوع ارگانیسم، گیاه یا حیوان، حاوی مجموعه خاصی از کروموزوم ها است. کروموزوم های یک نوع از موجودات دارای طول مشخصی از مولکول DNA، مجموعه خاصی از ژن ها هستند. هر یک از این ساختارها اندازه خاص خود را دارد.

و سگ ها - حیوانات خانگی ما؟ یک سگ دارای 78 کروموزوم است. با دانستن این عدد، آیا می توان حدس زد که یک گربه چند کروموزوم دارد؟ حدس زدن غیرممکن است. زیرا هیچ رابطه ای بین تعداد کروموزوم ها و پیچیدگی سازمان حیوان وجود ندارد. یک گربه چند کروموزوم دارد؟ تعداد آنها 38 نفر است.

تفاوت اندازه کروموزوم

مولکول DNA با تعداد ژن های یکسانی که روی آن قرار دارد، می تواند در گونه های مختلف طول های متفاوتی داشته باشد.

علاوه بر این، خود کروموزوم ها اندازه های مختلفی دارند. یک ساختار اطلاعاتی می تواند یک مولکول DNA بلند یا بسیار کوتاه را در خود جای دهد. با این حال، کروموزوم ها هرگز خیلی کوچک نیستند. این به این دلیل است که وقتی ساختارهای دختر واگرا می شوند، وزن خاصی از ماده مورد نیاز است، در غیر این صورت خود واگرایی رخ نخواهد داد.

تعداد کروموزوم ها در حیوانات مختلف

همانطور که در بالا ذکر شد، هیچ رابطه ای بین تعداد کروموزوم ها و پیچیدگی سازمان حیوان وجود ندارد، زیرا این ساختارها اندازه های مختلفی دارند.

تعداد کروموزوم های یک گربه به همان تعداد گربه های دیگر است: ببر، جگوار، پلنگ، پوما و سایر نمایندگان این خانواده. بسیاری از سگ سانان دارای 78 کروموزوم هستند. برای مرغ خانگی همین مقدار. اسب اهلی 64 و اسب پرژوالسکی 76 دارد.

انسان دارای 46 کروموزوم است. گوریل ها و شامپانزه ها 48 و ماکاک ها 42 دارند.

قورباغه 26 کروموزوم دارد. تنها 16 مورد در سلول جسمی کبوتر وجود دارد و در جوجه تیغی - 96. در یک گاو - 120. در لمپری - 174.

در مرحله بعد، ما داده هایی را در مورد تعداد کروموزوم ها در سلول های برخی از حیوانات بی مهرگان ارائه می دهیم. مورچه، مانند کرم گرد، در هر سلول سوماتیک تنها 2 کروموزوم دارد. یک زنبور 16 عدد از آنها دارد.یک پروانه دارای 380 ساختار در سلول خود است و رادیولارها حدود 1600 ساختمان دارند.

داده های حیوانات تعداد متفاوتی از کروموزوم ها را نشان می دهد. باید اضافه کرد که مگس سرکه که متخصصان ژنتیک در آزمایشات ژنتیکی از آن استفاده می کنند دارای 8 کروموزوم در سلول های سوماتیک است.

تعداد کروموزوم ها در گیاهان مختلف

دنیای گیاهی نیز از نظر تعداد این ساختارها بسیار متنوع است. بنابراین، نخود و شبدر هر کدام دارای 14 کروموزوم هستند. پیاز - 16. توس - 84. دم اسب - 216 و سرخس - حدود 1200.

تفاوت بین نر و ماده

نر و ماده فقط در یک کروموزوم از نظر ژنتیکی با هم تفاوت دارند. در زنان این ساختار مانند حرف روسی "X" و در مردان مانند "Y" به نظر می رسد. در برخی از گونه های جانوری، ماده ها دارای کروموزوم Y و نرها دارای کروموزوم X هستند.

صفات واقع در چنین کروموزوم های غیر همولوگ از پدر به پسر و از مادر به دختر به ارث می رسد. اطلاعاتی که روی کروموزوم "Y" ثابت می شود نمی تواند به دختر منتقل شود، زیرا فردی که این ساختار را دارد لزوماً مرد است.

همین امر در مورد حیوانات نیز صدق می کند: اگر گربه کالیکو را ببینیم، قطعاً می توانیم بگوییم که این یک ماده است.

زیرا فقط کروموزوم X که متعلق به ماده است حاوی ژن مربوطه است. این ساختار نوزدهمین در مجموعه هاپلوئید است، یعنی در سلول های زایا، جایی که تعداد کروموزوم ها همیشه دو برابر کمتر از کروموزوم های سوماتیک است.

کار پرورش دهندگان

پرورش دهندگان با دانستن ساختار دستگاهی که اطلاعات مربوط به بدن را ذخیره می کند، و همچنین قوانین وراثت ژن ها و ویژگی های تظاهرات آنها، انواع جدیدی از گیاهان را توسعه می دهند.

گندم وحشی اغلب دارای مجموعه ای از کروموزوم های دیپلوئیدی است. تعداد زیادی از نمایندگان وحشی که تتراپلوئید هستند وجود ندارد. واریته های کشت شده اغلب دارای مجموعه ساختارهای تتراپلوئید و حتی هگزاپلوئید در سلول های سوماتیک خود هستند. این باعث بهبود عملکرد، مقاومت در برابر آب و هوا و کیفیت دانه می شود.

ژنتیک علم جالبی است. ساختار دستگاه که حاوی اطلاعاتی در مورد ساختار کل ارگانیسم است، در همه موجودات زنده مشابه است. با این حال، هر نوع موجودی ویژگی های ژنتیکی خاص خود را دارد. یکی از ویژگی های یک گونه، تعداد کروموزوم ها است. موجودات یک گونه همیشه تعداد ثابت مشخصی از آنها دارند.

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 موجودات تک سلولی گرفته تا فیل های آفریقایی، حاوی 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، نخود فرنگی دارای 14 کروموزوم، y 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 امر 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.

تحقیقات ژنتیکی بدن انسان یکی از ضروری ترین تحقیقات برای جمعیت کل کره زمین است. این ژنتیک است که برای بررسی علل بیماری های ارثی یا استعداد ابتلا به آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. ما به شما خواهیم گفت یک فرد چند کروموزوم دارد،و این اطلاعات ممکن است برای چه مفید باشد.

یک فرد چند جفت کروموزوم دارد؟

سلول بدن برای ذخیره، اجرا و انتقال اطلاعات ارثی طراحی شده است. از یک مولکول DNA ایجاد می شود و کروموزوم نامیده می شود. بسیاری از مردم به این سوال علاقه دارند که یک فرد چند جفت کروموزوم دارد.

انسان 23 جفت کروموزوم دارد.تا سال 1955، دانشمندان به اشتباه تعداد کروموزوم ها را 48 محاسبه کردند، یعنی. 24 جفت. این خطا توسط دانشمندان با استفاده از تکنیک های دقیق تر کشف شد.

مجموعه کروموزوم ها در سلول های سوماتیک و زایا متفاوت است. مجموعه دوگانه (دیپلوئید) فقط در سلول هایی وجود دارد که ساختار (سوماتیک) بدن انسان را تعیین می کنند. یک قسمت منشاء مادری دارد، بخشی دیگر منشاء پدری دارد.

گونوزوم ها (کروموزوم های جنسی) فقط یک جفت دارند. آنها در ترکیب ژن متفاوت هستند. بنابراین، بسته به جنسیت، یک فرد دارای ترکیب متفاوتی از جفت گونوزوم است. از واقعیت زنان چند کروموزوم دارند،جنسیت کودک متولد نشده بستگی ندارد. یک زن دارای مجموعه ای از کروموزوم های XX است. سلول های تولیدمثلی آن بر رشد ویژگی های جنسی در طول لقاح تخمک تأثیر نمی گذارد. تعلق به یک جنسیت خاص به کد اطلاعات مربوط به آن بستگی دارد یک مرد چند کروموزوم دارد. این تفاوت بین کروموزوم های XX و XY است که جنسیت کودک متولد نشده را تعیین می کند. 22 جفت کروموزوم باقیمانده اتوزومال نامیده می شوند، یعنی. برای هر دو جنس یکسان است

• یک زن دارای 22 جفت کروموزوم اتوزومی و یک جفت XX است.
• یک مرد دارای 22 جفت کروموزوم اتوزومی و یک جفت XY است.

ساختار کروموزوم ها در طول تقسیم در فرآیند دو برابر شدن سلول های سوماتیک تغییر می کند. این سلول ها دائماً در حال تقسیم هستند، اما مجموعه 23 جفتی مقدار ثابتی دارد. ساختار کروموزوم ها تحت تأثیر DNA است. ژن‌هایی که کروموزوم‌ها را می‌سازند، تحت تأثیر DNA کد خاصی را تشکیل می‌دهند. بنابراین، اطلاعات به دست آمده در طول فرآیند کدگذاری DNA، ویژگی های فردی یک فرد را تعیین می کند.

تغییرات در ساختار کمی کروموزوم ها

کاریوتایپ یک فرد کل کروموزوم ها را تعیین می کند. گاهی اوقات به دلایل شیمیایی یا فیزیکی می توان آن را اصلاح کرد. تعداد طبیعی 23 کروموزوم در سلول های سوماتیک می تواند متفاوت باشد. این فرآیند آنیوپلوئیدی نامیده می شود.

1. تعداد ممکن است کمتر باشد، پس این یک مونوسومی است.
2. اگر جفت سلول اتوتنوس وجود نداشته باشد، این ساختار پوچ نامیده می شود.
3. اگر کروموزوم سوم به یک جفت سلولی که یک کروموزوم را تشکیل می دهند اضافه شود، آنگاه این تریزومی است.

تغییرات مختلف در مجموعه کمی منجر به ابتلای فرد به بیماری های مادرزادی می شود. ناهنجاری در ساختار کروموزوم ها باعث ایجاد سندرم داون، سندرم ادواردز و سایر بیماری ها می شود.

همچنین نوعی تنوع به نام پلی پلوئیدی وجود دارد. با این انحراف، افزایش چند برابری در کروموزوم ها اتفاق می افتد، یعنی دو برابر شدن یک جفت سلول که بخشی از یک کروموزوم است. یک سلول دیپلوئید یا زاینده می تواند سه بار وجود داشته باشد (تریپلوئیدی). اگر 4 یا 5 برابر باشد، به این افزایش به ترتیب تتراپلوئیدی و پنتاپلوئیدی می گویند. اگر فردی چنین انحرافی داشته باشد، در همان روزهای اول زندگی می میرد. دنیای گیاهی به طور گسترده ای با پلی پلوئیدی نشان داده می شود. افزایش چند برابری در کروموزوم ها در حیوانات وجود دارد: بی مهرگان، ماهی. پرندگان با این ناهنجاری می میرند.