Liczba chromosomów w różnych typach organizmów żywych. Ile chromosomów ma kot? Genetyka dostarcza danych na temat różnych genomów. Co to jest kariotyp

Termin chromosom został po raz pierwszy zaproponowany przez V. Bardzo trudno jest zidentyfikować ciała chromosomowe w jądrach komórek interfazowych metodami morfologicznymi. Same chromosomy, jako przejrzyste, gęste ciała wyraźnie widoczne w mikroskopie świetlnym, ujawniają się dopiero na krótko przed podziałem komórki.

Jeśli ta praca Ci nie odpowiada, na dole strony znajduje się lista podobnych prac. Możesz także skorzystać z przycisku wyszukiwania

Wykład nr 6

CHROMOSOMY

Chromosomy są główną funkcjonalną, autoreprodukującą się strukturą jądra, w której koncentruje się DNA i z którą powiązane są funkcje jądra. Termin „chromosomy” po raz pierwszy zaproponował W. Waldeyer w 1888 roku.

Bardzo trudno jest zidentyfikować ciała chromosomowe w jądrach komórek interfazowych metodami morfologicznymi. Same chromosomy, jako przezroczyste, gęste ciała dobrze widoczne w mikroskopie świetlnym, ujawniają się dopiero na krótko przed podziałem komórki. W samej interfazie chromosomy jako ciała gęste nie są widoczne, ponieważ znajdują się w stanie rozluźnionym, zdekondensowanym.

Liczba i morfologia chromosomów

Liczba chromosomów jest stała dla wszystkich komórek danego gatunku zwierzęcia lub rośliny, ale różni się znacznie pomiędzy różnymi obiektami. Nie jest to związane ze stopniem organizacji organizmów żywych. Organizmy prymitywne mogą mieć wiele chromosomów, podczas gdy organizmy wysoce zorganizowane mają ich znacznie mniej. Na przykład u niektórych radiolarystów liczba chromosomów sięga 1000-1600. Rekordzistką wśród roślin pod względem liczby chromosomów (około 500) jest paproć trawiasta, a morwa ma 308 chromosomów. Podajmy przykłady ilościowej zawartości chromosomów w niektórych organizmach: raki 196, człowiek 46, szympansy 48, pszenica miękka 42, ziemniaki 18, muszki owocowe 8, muszki domowe 12. Najmniejszą liczbę chromosomów (2) obserwuje się w jednym spośród ras Ascaris roślina Asteraceae Haplopapus ma tylko 4 chromosomy.

Rozmiar chromosomów jest bardzo zróżnicowany u różnych organizmów. Zatem długość chromosomów może wahać się od 0,2 do 50 mikronów. Najmniejsze chromosomy występują u niektórych pierwotniaków, grzybów i alg, bardzo małe chromosomy występują u lnu i trzciny morskiej; są tak małe, że trudno je zobaczyć pod mikroskopem świetlnym. Najdłuższe chromosomy występują u niektórych owadów ortopterańskich, płazów i liliowatych. Długość ludzkich chromosomów mieści się w zakresie 1,5-10 mikronów. Grubość chromosomów waha się od 0,2 do 2 mikronów.

Morfologię chromosomów najlepiej badać w momencie ich największej kondensacji, w metafazie i na początku anafazy. Chromosomy zwierząt i roślin w tym stanie są strukturami w kształcie prętów o różnej długości i dość stałej grubości; w większości chromosomów łatwo jest znaleźć strefępierwotne zwężenie, który dzieli chromosom na dwie części ramię . W obszarze pierwotnego zwężenia występuje centromer lub kinetochor . Jest to konstrukcja przypominająca płytkę, w kształcie dysku. Jest połączony cienkimi włókienkami z korpusem chromosomu w obszarze zwężenia. Kinetochor jest słabo poznany strukturalnie i funkcjonalnie; Wiadomo zatem, że jest to jeden z ośrodków polimeryzacji tubuliny, z którego wyrastają wiązki mikrotubul wrzeciona mitotycznego, kierując się w stronę centrioli. Te wiązki mikrotubul biorą udział w przemieszczaniu się chromosomów do biegunów komórki podczas mitozy. Niektóre chromosomy tak majązwężenie wtórne. Ten ostatni znajduje się zwykle w pobliżu dystalnego końca chromosomu i oddziela niewielką jego część satelita . Rozmiar i kształt satelity są stałe dla każdego chromosomu. Rozmiar i długość przewężeń wtórnych są również bardzo stałe. Niektóre wtórne zwężenia to wyspecjalizowane regiony chromosomów związane z tworzeniem jąderka (organizatory jąderkowe); inne nie są związane z tworzeniem jąderka i ich funkcjonalna rola nie jest w pełni poznana. Ramiona chromosomów kończą się sekcjami końcowymi telomery. Telomerowe końce chromosomów nie mają możliwości łączenia się z innymi chromosomami lub ich fragmentami, w przeciwieństwie do końców chromosomów pozbawionych regionów telomerowych (w wyniku pęknięć), które mogą łączyć się z tymi samymi przerwanymi końcami innych chromosomów.

Ze względu na lokalizację zwężenia pierwotnego (centromeru) wyróżnia się: rodzaje chromosomów:

1. metacentrycznycentromer znajduje się pośrodku, ramiona są równe lub prawie równej długości, w metafazie nabywa V kształt;

2. submetacentrycznyzwężenie pierwotne jest nieco przesunięte w stronę jednego z biegunów, jedno ramię jest nieco dłuższe od drugiego, w metafazie ma kształt litery L;

3. akrocentrycznycentromer jest silnie przesunięty w stronę jednego z biegunów, jedno ramię jest znacznie dłuższe od drugiego, nie ugina się w metafazie i ma kształt pręta;

4. telocentrycznyCentromer znajduje się na końcu chromosomu, ale takich chromosomów nie znaleziono w przyrodzie.

Zwykle każdy chromosom ma tylko jeden centromer (chromosomy monocentryczne), ale mogą wystąpić chromosomy dicentryczny (z 2 centromerami) ipolicentryczny(posiadający wiele centromerów).

Istnieją gatunki (na przykład turzyce), u których chromosomy nie zawierają widocznych regionów centromerowych (chromosomy z rozproszonymi centromerami). Nazywają się acentryczny i nie są w stanie wykonywać uporządkowanych ruchów podczas podziału komórki.

Skład chemiczny chromosomów

Głównymi składnikami chromosomów są DNA i podstawowe białka (histony). Kompleks DNA z histonamidezoksyrybonukleoproteina(DNP) stanowi około 90% masy obu chromosomów izolowanych z jąder międzyfazowych i chromosomów dzielących się komórek. Zawartość DNP jest stała dla każdego chromosomu danego gatunku organizmu.

Spośród składników mineralnych najważniejsze są jony wapnia i magnezu, które nadają chromosomom plastyczność, a ich usunięcie powoduje, że chromosomy są bardzo kruche.

Ultrastruktura

Każdy chromosom mitotyczny jest pokryty na górze błona . Wewnątrz jest matryca , w którym znajduje się spiralnie skręcona nić DNP o grubości 4-10 nm.

Elementarne włókienka DNP są głównym składnikiem wchodzącym w skład struktury chromosomów mitotycznych i mejotycznych. Dlatego, aby zrozumieć strukturę takich chromosomów, należy wiedzieć, w jaki sposób jednostki te są zorganizowane w ramach zwartego ciała chromosomu. Intensywne badania nad ultrastrukturą chromosomów rozpoczęły się w połowie lat 50. ubiegłego wieku, co wiąże się z wprowadzeniem do cytologii mikroskopii elektronowej. Istnieją 2 hipotezy dotyczące organizacji chromosomów.

1). Wyłącz wyciszenie hipoteza głosi, że na chromosomie znajduje się tylko jedna dwuniciowa cząsteczka DNP. Hipoteza ta ma potwierdzenie morfologiczne, autoradiograficzne, biochemiczne i genetyczne, co czyni ten punkt widzenia obecnie najpopularniejszym, ponieważ przynajmniej dla wielu obiektów (drosophila, drożdże) jest udowodniony.

2). Polinemia hipoteza jest taka, że ​​kilka dwuniciowych cząsteczek DNP łączy się w wiązkę chromonema , i z kolei 2-4 chromonemy, skręcone, tworzą chromosom. Prawie wszystkie obserwacje polinizmu chromosomów wykonano za pomocą mikroskopu świetlnego na obiektach botanicznych z dużymi chromosomami (lilie, różne cebule, fasola, tradescantia, piwonia). Możliwe, że zjawiska polinemii zaobserwowane w komórkach roślin wyższych są charakterystyczne tylko dla tych obiektów.

Zatem możliwe jest, że istnieje kilka różnych zasad strukturalnej organizacji chromosomów w organizmach eukariotycznych.

W komórkach interfazowych wiele regionów chromosomów ulega despiralizacji, co jest związane z ich funkcjonowaniem. Nazywają się euchromatyna. Uważa się, że euchromatyczne regiony chromosomów są aktywne i zawierają cały główny zestaw genów komórki lub organizmu. Euchromatynę obserwuje się w postaci drobnej ziarnistości lub w ogóle nie widać w jądrze komórki interfazowej.

Podczas przejścia komórki od mitozy do interfazy, pewne strefy różnych chromosomów lub nawet całe chromosomy pozostają zwarte, spiralne i dobrze wybarwione. Strefy te nazywane są heterochromatyna . Występuje w komórce w postaci grubych ziaren, grudek i płatków. Regiony heterochromatyczne są zwykle zlokalizowane w obszarach telomerowych, centromerowych i okołojądrowych chromosomów, ale mogą również stanowić część ich wewnętrznych części. Utrata nawet znaczących odcinków heterochromatycznych regionów chromosomów nie prowadzi do śmierci komórki, ponieważ są one nieaktywne, a ich geny czasowo lub trwale nie działają.

Macierz jest składnikiem chromosomów mitotycznych roślin i zwierząt, uwalnianym podczas despiralizacji chromosomów i składającym się z włóknistych i ziarnistych struktur o charakterze rybonukleoproteiny. Być może rolą macierzy jest przenoszenie materiału zawierającego RNA przez chromosomy, co jest niezbędne zarówno do tworzenia jąderek, jak i do przywracania samego karioplazmy w komórkach potomnych.

Zestaw chromosomów. Kariotyp

Stałość takich cech, jak wielkość, lokalizacja zwężeń pierwotnych i wtórnych, obecność i kształt satelitów determinuje indywidualność morfologiczną chromosomów. Dzięki tej indywidualności morfologicznej u wielu gatunków zwierząt i roślin możliwe jest rozpoznanie dowolnego zestawu chromosomów w dowolnej dzielącej się komórce.

Nazywa się ogółem liczby, rozmiaru i morfologii chromosomów kariotyp tego typu. Kariotyp jest jak twarz gatunku. Nawet u blisko spokrewnionych gatunków zestawy chromosomów różnią się między sobą liczbą chromosomów, wielkością co najmniej jednego lub kilku chromosomów, bądź kształtem chromosomów i ich strukturą. W konsekwencji struktura kariotypu może mieć charakter taksonomiczny (systematyczny), co jest coraz częściej wykorzystywane w taksonomii zwierząt i roślin.

Nazywa się graficzną reprezentacją kariotypu idiogram.

Nazywa się liczbą chromosomów w dojrzałych komórkach rozrodczych haploidalny (oznaczony n ). Komórki somatyczne zawierają dwukrotnie większą liczbę chromosomów zbiór diploidalny (2 n ). Nazywa się komórki, które mają więcej niż dwa zestawy chromosomów poliploidalny (3 n, 4 n, 8 n itd.).

Zestaw diploidalny zawiera sparowane chromosomy, które mają identyczny kształt, strukturę i rozmiar, ale mają różne pochodzenie (jeden jest matczyny, drugi ojcowski). Nazywają się homologiczny.

U wielu wyższych zwierząt dwupiennych w zestawie diploidalnym występuje jeden lub dwa niesparowane chromosomy, które różnią się u samców i samic, co seksualny chromosomy. Pozostałe chromosomy nazywane są autosomy . Opisano przypadki, gdy mężczyzna ma tylko jeden chromosom płciowy, a kobieta dwa.

U wielu ryb, ssaków (w tym ludzi), niektórych płazów (żaby z rodzaju Rana ), owadów (chrząszcze, Diptera, Orthoptera), duży chromosom jest oznaczony literą X, a mały literą Y. U tych zwierząt w kariotypie samicy ostatnią parę reprezentują dwa chromosomy XX, a u mężczyzn przez chromosomy XY.

U ptaków, gadów, niektórych gatunków ryb, niektórych płazów (płazów ogoniastych) i motyli płeć męska ma chromosomy tej samej płci ( W W -chromosomy), a samice są inne ( chromosomy WZ).

U wielu zwierząt i ludzi w komórkach samic jeden z dwóch chromosomów płciowych nie funkcjonuje i dlatego pozostaje całkowicie w stanie spiralnym (heterochromatyna). Występuje w jądrze międzyfazowym w postaci grudkichromatyna płciowana wewnętrznej błonie jądrowej. Obydwa chromosomy płciowe funkcjonują w męskim organizmie przez całe życie. Jeśli w jądrach komórek męskiego ciała wykryta zostanie chromatyna płciowa, oznacza to, że ma on dodatkowy chromosom X (choroba XXY Kleinfeltera). Może to nastąpić w wyniku upośledzonej spermato- lub oogenezy. Badanie zawartości chromatyny płciowej w jądrach międzyfazowych znajduje szerokie zastosowanie w medycynie do diagnostyki chorób chromosomowych człowieka spowodowanych brakiem równowagi chromosomów płciowych.

Zmiany kariotypu

Zmiany kariotypu mogą wiązać się ze zmianą liczby chromosomów lub zmianą ich struktury.

Ilościowe zmiany kariotypu: 1) poliploidia; 2) aneuploidia.

Poliploidia jest to wielokrotny wzrost liczby chromosomów w porównaniu z haploidalnym. W rezultacie zamiast zwykłych komórek diploidalnych (2 N ) powstają na przykład triploidalne (3 N ), tetraploidalny (4 N ), oktaploidalny (8 N ) komórki. Tak więc w cebuli, której komórki diploidalne zawierają 16 chromosomów, komórki triploidalne zawierają 24 chromosomy, a komórki tetraploidalne zawierają 32 chromosomy. Komórki poliploidalne są duże i mają zwiększoną żywotność.

Poliploidia jest zjawiskiem powszechnym w przyrodzie, szczególnie wśród roślin, których wiele gatunków powstało w wyniku wielokrotnego podwojenia liczby chromosomów. Większość roślin uprawnych, na przykład pszenica chlebowa, jęczmień wielorzędowy, ziemniaki, bawełna oraz większość roślin owocowych i ozdobnych, to naturalnie występujące poliploidy.

Eksperymentalnie komórki poliploidalne najłatwiej uzyskać poprzez działanie alkaloidu kolchicyna lub inne substancje zakłócające mitozę. Kolchicyna niszczy wrzeciono, dzięki czemu już podwojone chromosomy pozostają w płaszczyźnie równikowej i nie rozchodzą się do biegunów. Po ustaniu działania kolchicyny chromosomy tworzą wspólne jądro, ale większe (poliploidalne). Podczas kolejnych podziałów chromosomy ponownie się podwoją i przesuną w stronę biegunów, ale pozostanie ich dwukrotnie więcej. Sztucznie uzyskane poliploidy są szeroko stosowane w hodowli roślin. Powstały odmiany triploidalnego buraka cukrowego, żyta tetraploidalnego, gryki i innych roślin uprawnych.

U zwierząt całkowita poliploidia występuje bardzo rzadko. Na przykład w górach Tybetu żyje jeden z gatunków żab, których populacja na równinie ma diploidalny zestaw chromosomów, a populacje wysokogórskie mają triploidalny, a nawet tetraploidalny.

U ludzi poliploidia prowadzi do ostro negatywnych konsekwencji. Narodziny dzieci z poliploidią zdarzają się niezwykle rzadko. Zwykle śmierć organizmu następuje na etapie rozwoju embrionalnego (około 22,6% wszystkich poronień samoistnych jest spowodowanych poliploidią). Należy zauważyć, że triploidia występuje 3 razy częściej niż tetraploidalność. Jeśli mimo to rodzą się dzieci z zespołem triploidii, mają one nieprawidłowości w rozwoju narządów zewnętrznych i wewnętrznych, są praktycznie niezdolne do życia i umierają w pierwszych dniach po urodzeniu.

Częściej obserwuje się poliploidię somatyczną. Zatem w komórkach wątroby ludzkiej z wiekiem liczba komórek dzielących się staje się coraz mniejsza, ale wzrasta liczba komórek z dużym jądrem lub dwoma jądrami. Określenie ilości DNA w takich komórkach wyraźnie pokazuje, że stały się one poliploidalne.

Aneuploidia jest to wzrost lub spadek liczby chromosomów, który nie jest wielokrotnością liczby haploidalnej. Organizmy aneuploidalne, to znaczy organizmy, w których wszystkie komórki zawierają aneuploidalne zestawy chromosomów, są zwykle sterylne lub słabo żywotne. Jako przykład aneuploidii rozważmy niektóre ludzkie choroby chromosomowe. Zespół Kleinfeltera: komórki męskiego ciała mają dodatkowy chromosom X, co prowadzi do ogólnego niedorozwoju fizycznego organizmu, w szczególności jego układu rozrodczego i zaburzeń psychicznych. Zespół Downa: dodatkowy chromosom znajduje się w 21. parze, co prowadzi do upośledzenia umysłowego, nieprawidłowości narządów wewnętrznych; chorobie towarzyszą pewne zewnętrzne objawy demencji i występuje u mężczyzn i kobiet. Zespół Turnera jest spowodowany brakiem jednego chromosomu X w komórkach kobiecego ciała; objawia się niedorozwojem układu rozrodczego, niepłodnością i zewnętrznymi objawami demencji. Jeśli w komórkach męskiego ciała brakuje jednego chromosomu X, śmierć następuje na etapie embrionalnym.

Komórki aneuploidalne w organizmie wielokomórkowym powstają stale w wyniku zakłócenia prawidłowego przebiegu podziału komórkowego. Z reguły takie komórki szybko umierają, ale w niektórych stanach patologicznych organizmu rozmnażają się pomyślnie. Wysoki odsetek komórek aneuploidalnych jest charakterystyczny m.in. dla wielu nowotworów złośliwych ludzi i zwierząt.

Zmiany strukturalne w kariotypie.Przegrupowania chromosomów lub aberracje chromosomowe powstają w wyniku pojedynczych lub wielokrotnych pęknięć chromosomów lub chromatyd. Fragmenty chromosomów w miejscach przerwania mogą łączyć się ze sobą lub z fragmentami innych chromosomów w zestawie. Aberracje chromosomowe są następujących typów. Usunięcie jest to utrata środkowej części chromosomu. Różnica jest to odłączenie końcowej części chromosomu. Inwersja oderwanie fragmentu chromosomu, obrócenie go o 180 stopni 0 i łączenie się z tym samym chromosomem; zakłóca to kolejność nukleotydów. Powielanie oderwanie fragmentu chromosomu i połączenie go z chromosomem homologicznym. Translokacja odłączenie odcinka chromosomu i jego przyłączenie do chromosomu niehomologicznego.

W wyniku takich rearanżacji mogą powstać chromosomy dicentryczne i acentryczne. Duże delecje, różnicowania i translokacje radykalnie zmieniają morfologię chromosomów i są wyraźnie widoczne pod mikroskopem. Małe delecje i translokacje, a także inwersje wykrywa się poprzez zmiany w dziedziczeniu genów zlokalizowanych w regionach chromosomów dotkniętych rearanżacją oraz poprzez zmiany w zachowaniu chromosomów podczas tworzenia gamet.

Zmiany strukturalne w kariotypie zawsze prowadzą do negatywnych konsekwencji. Na przykład zespół „płacz kota” jest spowodowany mutacją (podziałem) chromosomu w 5. parze chromosomów u człowieka; objawia się nieprawidłowym rozwojem krtani, co we wczesnym dzieciństwie prowadzi do „miauczenia” zamiast normalnego płaczu oraz opóźnienia w rozwoju fizycznym i psychicznym.

Reduplikacja chromosomu

Podstawą podwojenia (reduplikacji) chromosomów jest proces replikacji DNA, tj. proces samoreprodukcji makrocząsteczek kwasu nukleinowego, zapewniający dokładne kopiowanie informacji genetycznej i jej przekazywanie z pokolenia na pokolenie. Synteza DNA rozpoczyna się od rozbieżności nici, z których każda służy jako matryca do syntezy nici potomnej. Produktami reduplikacji są dwie cząsteczki potomnego DNA, z których każda składa się z jednej nici rodzicielskiej i jednej potomnej. Ważne miejsce wśród enzymów reduplikacyjnych zajmuje polimeraza DNA, która przeprowadza syntezę z szybkością około 1000 nukleotydów na sekundę (u bakterii). Reduplikacja DNA jest semikonserwatywna, tj. podczas syntezy dwóch cząsteczek DNA potomnego każda z nich zawiera jeden „stary” i jeden „nowy” łańcuch (taka metoda reduplikacji została udowodniona przez Watsona i Cricka w 1953 r.). Fragmenty syntetyzowane podczas reduplikacji na jednej nici są „usieciowane” przez enzym ligazę DNA.

Reduplikacja obejmuje białka, które rozwijają podwójną helisę DNA, stabilizują nieskręcone odcinki i zapobiegają splątaniu cząsteczek.

Reduplikacja DNA u eukariontów zachodzi wolniej (około 100 nukleotydów na sekundę), ale jednocześnie w wielu punktach jednej cząsteczki DNA.

Ponieważ synteza białek zachodzi również jednocześnie z reduplikacją DNA, możemy mówić o reduplikacji chromosomów. Badania prowadzone jeszcze w latach 50. XX wieku wykazały, że niezależnie od tego, ile wzdłużnie ułożonych nici DNA zawierają chromosomy organizmów różnych gatunków, podczas podziału komórki chromosomy zachowują się tak, jakby składały się z dwóch jednocześnie reduplikujących się podjednostek. Po reduplikacji, która następuje w interfazie, każdy chromosom okazuje się podwójny i jeszcze zanim w komórce rozpocznie się podział, wszystko jest gotowe do równomiernego rozmieszczenia chromosomów pomiędzy komórkami potomnymi. Jeśli podział nie nastąpi po reduplikacji, komórka staje się poliploidalna. Podczas tworzenia chromosomów polietylenowych chromonemy ulegają reduplikacji, ale nie rozchodzą się, dzięki czemu uzyskuje się gigantyczne chromosomy z ogromną liczbą chromonem.

Zawierające geny. Nazwa „chromosom” pochodzi od greckich słów (chrōma – kolor, kolor i sōma – ciało) i wynika z faktu, że komórki dzielące się intensywnie zabarwiają się w obecności podstawowych barwników (np. aniliny).

Wielu naukowców od początku XX wieku zastanawiało się nad pytaniem: „Ile chromosomów ma dana osoba?” Tak więc do 1955 roku wszystkie „umysły ludzkości” były przekonane, że liczba chromosomów u człowieka wynosi 48, tj. 24 pary. Powodem było to, że Theophilus Painter (naukowiec z Teksasu) błędnie zaliczył je w preparatywnych przekrojach ludzkich jąder, zgodnie z decyzją sądu (1921). Następnie do tej opinii doszli także inni naukowcy, stosując różne metody obliczeniowe. Nawet po opracowaniu metody rozdzielania chromosomów naukowcy nie kwestionowali wyniku Paintera. Błąd odkryli naukowcy Albert Levan i Jo-Hin Thio w 1955 roku, którzy dokładnie obliczyli, ile par chromosomów ma dana osoba, a mianowicie 23 (do ich zliczenia wykorzystano bardziej nowoczesną technologię).

Komórki somatyczne i zarodkowe zawierają inny zestaw chromosomów u gatunków biologicznych, czego nie można powiedzieć o cechach morfologicznych chromosomów, które są stałe. mają podwójny (zestaw diploidalny), który jest podzielony na pary identycznych (homologicznych) chromosomów, które są podobne pod względem morfologii (struktury) i wielkości. Jedna część jest zawsze pochodzenia ojcowskiego, druga – matczynego. Ludzkie komórki płciowe (gamety) są reprezentowane przez haploidalny (pojedynczy) zestaw chromosomów. Kiedy komórka jajowa zostaje zapłodniona, haploidalne zestawy gamet żeńskich i męskich łączą się w jednym jądrze zygoty. W takim przypadku przywracane jest podwójne wybieranie. Można dokładnie określić, ile chromosomów ma dana osoba – jest ich 46, z czego 22 pary to autosomy, a jedna para to chromosomy płciowe (gonosomy). Płcie różnią się - zarówno morfologicznymi, jak i strukturalnymi (skład genów). U organizmu żeńskiego para gonosomów zawiera dwa chromosomy X (para XX), a u organizmu męskiego jeden chromosom X i chromosom Y (para XY).

Morfologicznie chromosomy zmieniają się podczas podziału komórki, kiedy się podwajają (z wyjątkiem komórek rozrodczych, w których nie zachodzi duplikacja). Powtarza się to wiele razy, ale nie obserwuje się żadnych zmian w zestawie chromosomów. Chromosomy są najbardziej widoczne na jednym z etapów podziału komórki (metafaza). W tej fazie chromosomy reprezentowane są przez dwie podłużnie rozszczepione formacje (chromatydy siostrzane), które zwężają się i łączą w obszarze tzw. pierwotnego zwężenia, czyli centromeru (obowiązkowy element chromosomu). Telomery to końce chromosomu. Strukturalnie ludzkie chromosomy są reprezentowane przez DNA (kwas deoksyrybonukleinowy), który koduje tworzące je geny. Geny z kolei niosą informację o określonej cesze.

Indywidualny rozwój będzie zależał od liczby chromosomów danej osoby. Istnieją takie pojęcia jak: aneuploidia (zmiana liczby poszczególnych chromosomów) i poliploidia (liczba zestawów haploidalnych jest większa niż diploidalna). Ten ostatni może być kilku typów: utrata homologicznego chromosomu (monosomia) lub wygląd (trisomia - jeden dodatkowy, tetrasomia - dwa dodatkowe itp.). Wszystko to jest konsekwencją mutacji genomowych i chromosomalnych, które mogą prowadzić do stanów patologicznych, takich jak zespół Klinefeltera, zespół Shereshevsky'ego-Turnera i innych chorób.

Tak więc dopiero XX wiek dał odpowiedzi na wszystkie pytania i teraz każdy wykształcony mieszkaniec Ziemi wie, ile chromosomów ma dana osoba. Płeć nienarodzonego dziecka zależy od składu 23 par chromosomów (XX lub XY) i jest ona ustalana podczas zapłodnienia oraz fuzji żeńskich i męskich komórek rozrodczych.

Genetyka to nauka badająca wzorce dziedziczności i zmienności wszystkich żywych istot. To właśnie ta nauka daje nam wiedzę na temat liczby chromosomów w różnych typach organizmów, wielkości chromosomów, umiejscowienia na nich genów i sposobu dziedziczenia genów. Genetyka bada również mutacje zachodzące podczas tworzenia nowych komórek.

Zestaw chromosomów

Każdy żywy organizm (jedynym wyjątkiem są bakterie) ma chromosomy. Znajdują się one w każdej komórce ciała w określonej ilości. We wszystkich komórkach somatycznych chromosomy powtarzają się dwukrotnie, trzykrotnie lub więcej razy, w zależności od rodzaju zwierzęcia lub odmiany organizmu roślinnego. W komórkach rozrodczych zestaw chromosomów jest haploidalny, to znaczy pojedynczy. Jest to konieczne, aby po połączeniu dwóch komórek rozrodczych przywrócony został prawidłowy zestaw genów dla organizmu. Jednak haploidalny zestaw chromosomów zawiera także geny odpowiedzialne za organizację całego organizmu. Niektóre z nich mogą nie pojawić się u potomstwa, jeśli druga komórka rozrodcza ma silniejsze cechy.

Ile chromosomów ma kot?

Odpowiedź na to pytanie znajdziesz w tym dziale. Każdy rodzaj organizmu, rośliny lub zwierzęcia, zawiera określony zestaw chromosomów. Chromosomy jednego rodzaju istot mają określoną długość cząsteczki DNA i określony zestaw genów. Każda taka struktura ma swój własny rozmiar.

A psy - nasze zwierzaki? Pies ma 78 chromosomów. Czy znając tę ​​liczbę, można zgadnąć, ile chromosomów ma kot? Nie da się zgadnąć. Ponieważ nie ma związku między liczbą chromosomów a złożonością organizacji zwierzęcia. Ile chromosomów ma kot? Jest ich 38.

Różnice w wielkości chromosomów

Cząsteczka DNA, na której znajduje się ta sama liczba genów, może mieć różną długość u różnych gatunków.

Co więcej, same chromosomy mają różne rozmiary. Jedna struktura informacyjna może pomieścić długą lub bardzo krótką cząsteczkę DNA. Jednakże chromosomy nigdy nie są za małe. Wynika to z faktu, że gdy struktury potomne się rozchodzą, wymagana jest pewna waga substancji, w przeciwnym razie sama rozbieżność nie nastąpi.

Liczba chromosomów u różnych zwierząt

Jak wspomniano powyżej, nie ma związku między liczbą chromosomów a złożonością organizacji zwierzęcia, ponieważ struktury te mają różne rozmiary.

Liczba chromosomów, które ma kot, jest taka sama jak liczba innych kotów: tygrysa, jaguara, lamparta, pumy i innych przedstawicieli tej rodziny. Wiele psowatych ma 78 chromosomów. Ta sama ilość dotyczy kurczaka domowego. Koń domowy ma ich 64, a koń Przewalskiego 76.

Ludzie mają 46 chromosomów. Goryle i szympansy mają ich 48, a makaki 42.

Żaba ma 26 chromosomów. W komórce somatycznej gołębia jest ich tylko 16. U jeża – 96, u krowy – 120. U minoga – 174.

Następnie przedstawiamy dane dotyczące liczby chromosomów w komórkach niektórych bezkręgowców. Mrówka, podobnie jak glista, ma tylko 2 chromosomy w każdej komórce somatycznej. Pszczoła ma ich 16. Motyl ma w swojej komórce 380 takich struktur, a radiolarzy około 1600.

Dane pochodzące od zwierząt pokazują różną liczbę chromosomów. Warto dodać, że Drosophila, którą genetycy wykorzystują podczas eksperymentów genetycznych, posiada 8 chromosomów w komórkach somatycznych.

Liczba chromosomów u różnych roślin

Świat roślin jest również niezwykle zróżnicowany pod względem liczby tych struktur. Zatem groszek i koniczyna mają po 14 chromosomów. Cebula - 16. Brzoza - 84. Skrzyp - 216 i paproć - około 1200.

Różnice między mężczyznami i kobietami

Mężczyźni i kobiety różnią się genetycznie tylko jednym chromosomem. U kobiet struktura ta wygląda jak rosyjska litera „X”, a u mężczyzn – jak „Y”. U niektórych gatunków zwierząt samice mają chromosom „Y”, a samce „X”.

Cechy zlokalizowane na takich niehomologicznych chromosomach dziedziczone są z ojca na syna i z matki na córkę. Informacje zapisane na chromosomie „Y” nie mogą zostać przekazane dziewczynie, ponieważ osoba o tej strukturze jest z konieczności mężczyzną.

To samo tyczy się zwierząt: jeśli widzimy kota perkalowego, z całą pewnością możemy powiedzieć, że jest to samica.

Ponieważ tylko chromosom X, który należy do kobiet, zawiera odpowiedni gen. Struktura ta jest 19. w zestawie haploidalnym, czyli w komórkach rozrodczych, gdzie liczba chromosomów jest zawsze dwa razy mniejsza niż w somatycznych.

Praca hodowców

Znając strukturę aparatu przechowującego informacje o ciele, a także prawa dziedziczenia genów i cechy ich manifestacji, hodowcy opracowują nowe odmiany roślin.

Dzika pszenica często ma diploidalny zestaw chromosomów. Nie ma wielu dzikich przedstawicieli, którzy są tetraploidalni. Odmiany uprawne częściej zawierają tetraploidalne, a nawet heksaploidalne zestawy struktur w swoich komórkach somatycznych. Poprawia to plony, odporność na warunki atmosferyczne i jakość ziarna.

Genetyka to ciekawa nauka. Struktura aparatu, który zawiera informacje o budowie całego organizmu, jest podobna u wszystkich żywych istot. Jednak każdy typ stworzeń ma swoje własne cechy genetyczne. Jedną z cech gatunku jest liczba chromosomów. Organizmy tego samego gatunku mają zawsze pewną stałą ich liczbę.

Czasami sprawiają nam niesamowite niespodzianki. Na przykład, czy wiesz, czym są chromosomy i jaki mają na nie wpływ?

Proponujemy przyjrzeć się tej kwestii, aby raz na zawsze rzucić kropkę nad „i”.

Przeglądając zdjęcia rodzinne, być może zauważyłeś, że członkowie tej samej rodziny są do siebie podobni: dzieci wyglądają jak rodzice, rodzice jak dziadkowie. To podobieństwo przekazywane jest z pokolenia na pokolenie poprzez niesamowite mechanizmy.

Wszystkie żywe organizmy, od organizmów jednokomórkowych po słonie afrykańskie, zawierają chromosomy w jądrze komórkowym – cienkie, długie nitki, które można zobaczyć jedynie pod mikroskopem elektronowym.

Chromosomy (starożytne greckie χρῶμα - kolor i σῶμα - ciało) to struktury nukleoproteinowe w jądrze komórkowym, w których koncentruje się większość dziedzicznej informacji (genów). Mają na celu przechowywanie tych informacji, wdrażanie ich i przesyłanie.

Ile chromosomów ma dana osoba

Pod koniec XIX wieku naukowcy odkryli, że liczba chromosomów u różnych gatunków nie jest taka sama.

Na przykład groszek ma 14 chromosomów, y ma 42, a u ludzi – 46 (tj. 23 pary). Stąd pojawia się pokusa, by stwierdzić, że im jest ich więcej, tym bardziej złożona jest istota je posiadająca. Jednak w rzeczywistości absolutnie tak nie jest.

Z 23 par ludzkich chromosomów 22 pary to autosomy, a jedna para to gonosomy (chromosomy płciowe). Obie płcie różnią się morfologicznie i strukturalnie (skład genów).

U organizmu żeńskiego para gonosomów zawiera dwa chromosomy X (para XX), a u organizmu męskiego jeden chromosom X i jeden chromosom Y (para XY).

Płeć nienarodzonego dziecka zależy od składu chromosomów dwudziestej trzeciej pary (XX lub XY). Jest to określane przez zapłodnienie i połączenie żeńskich i męskich komórek rozrodczych.

Fakt ten może wydawać się dziwny, ale pod względem liczby chromosomów ludzie są gorsi od wielu zwierząt. Na przykład nieszczęsna koza ma 60 chromosomów, a ślimak ma 80.

Chromosomy składają się z białka i cząsteczki DNA (kwasu dezoksyrybonukleinowego), podobnie jak podwójna helisa. Każda komórka zawiera około 2 metrów DNA, a w sumie w komórkach naszego ciała znajduje się około 100 miliardów km DNA.

Ciekawostką jest to, że jeśli brakuje dodatkowego chromosomu lub przynajmniej jednego z 46, u człowieka dochodzi do mutacji i poważnych nieprawidłowości rozwojowych (choroba Downa itp.).

Badania genetyczne ludzkiego ciała są jednymi z najpotrzebniejszych dla populacji całej planety. To właśnie genetyka ma ogromne znaczenie w badaniu przyczyn chorób dziedzicznych czy predyspozycji do nich. Powiemy ci ile chromosomów ma dana osoba, i do czego te informacje mogą być przydatne.

Ile par chromosomów ma człowiek?

Komórka ciała jest przeznaczona do przechowywania, wdrażania i przekazywania informacji dziedzicznych. Powstaje z cząsteczki DNA i nazywa się chromosomem. Wiele osób interesuje się pytaniem, ile par chromosomów ma dana osoba.

Człowiek ma 23 pary chromosomów. Do 1955 roku naukowcy błędnie obliczali liczbę chromosomów na 48, tj. 24 pary. Błąd odkryli naukowcy, stosując bardziej precyzyjne techniki.

Zestaw chromosomów jest inny w komórkach somatycznych i rozrodczych. Zestaw podwójny (diploidalny) występuje tylko w komórkach decydujących o budowie (somatyce) organizmu człowieka. Jedna część jest pochodzenia matczynego, druga część ma pochodzenie ojcowskie.

Gonosomy (chromosomy płciowe) mają tylko jedną parę. Różnią się składem genów. Dlatego w zależności od płci osoba ma inny skład pary gonosomów. Z faktu ile chromosomów mają kobiety, Płeć nienarodzonego dziecka nie jest zależna. Kobieta ma zestaw chromosomów XX. Jej komórki rozrodcze nie wpływają na rozwój cech płciowych podczas zapłodnienia komórki jajowej. Przynależność do określonej płci zależy od kodu informacyjnego ile chromosomów ma mężczyzna. To różnica między chromosomami XX i XY określa płeć nienarodzonego dziecka. Pozostałe 22 pary chromosomów nazywane są autosomalnymi, tj. takie same dla obu płci.

• Kobieta ma 22 pary chromosomów autosomalnych i jedną parę XX;
• Mężczyzna ma 22 pary chromosomów autosomalnych i jedną parę XY.

Struktura chromosomów zmienia się podczas podziału w procesie podwajania komórek somatycznych. Komórki te stale się dzielą, ale zbiór 23 par ma stałą wartość. Na strukturę chromosomów wpływa DNA. Geny tworzące chromosomy tworzą specyficzny kod pod wpływem DNA. Tym samym informacja uzyskana w procesie kodowania DNA określa indywidualne cechy człowieka.

Zmiany w strukturze ilościowej chromosomów

Kariotyp danej osoby określa całość chromosomów. Czasami można go modyfikować ze względów chemicznych lub fizycznych. Normalna liczba 23 chromosomów w komórkach somatycznych może się różnić. Proces ten nazywa się aneuploidią.

1. Liczba może być mniejsza, wtedy jest to monosomia.
2. Jeśli nie ma pary komórek autotenicznych, wówczas strukturę tę nazywa się nullisomią.
3. Jeśli do pary komórek tworzących chromosom zostanie dodany trzeci chromosom, mamy do czynienia z trisomią.

Różne zmiany w zestawie ilościowym prowadzą do tego, że dana osoba cierpi na choroby wrodzone. Nieprawidłowości w strukturze chromosomów powodują zespół Downa, zespół Edwardsa i inne schorzenia.

Istnieje również odmiana zwana poliploidią. Przy tym odchyleniu następuje wielokrotny wzrost liczby chromosomów, to znaczy podwojenie pary komórek wchodzących w skład jednego chromosomu. Diploidalna lub komórka zarodkowa może być obecna trzykrotnie (triploidia). Jeśli występuje 4 lub 5 razy, wówczas wzrost ten nazywa się odpowiednio tetraploidalnością i pentaploidalnością. Jeśli dana osoba ma takie odchylenie, umiera w ciągu pierwszych dni życia. Świat roślin jest dość szeroko reprezentowany przez poliploidię. U zwierząt: bezkręgowców, ryb występuje wielokrotny wzrost liczby chromosomów. Ptaki z tą anomalią umierają.