Сьогодні ми з вами разом розберемо цікавий питання, що стосується шкільного курсу біології, а саме: типи хромосом, їх будова, функції, що виконуються і так далі.
Для початку необхідно зрозуміти, що ж це таке хромосома? Так прийнято називати структурні елементи ядра в эукариотических клітинах. Саме ці частинки і містять ДНК. В останній міститься спадкова інформація, яка передається від батьківського організму нащадкам. Це можливо за допомогою генів (структурних одиниць ДНК).
Перед тим як ми докладно розглянемо типи хромосом, важливо познайомитися з деякими питаннями. Наприклад, чому вони названі саме таким терміном? Ще в 1888 році таку назву їм дав учений Ст. Вальдейер. Якщо перекладати з грецької мови, то дослівно ми отримаємо колір і тіло. З чим же це пов’язано? Можна дізнатися в статті. Дуже цікавий і той факт, що хромосомами прийнято називати кільцеву ДНК у бактерій. І це незважаючи на те, що структура останніх і хромосом еукаріотів сильно відрізняється.
Історія
Отже, нам стало зрозуміло, що хромосомою називають організовану структуру ДНК і білка, що міститься в клітинах. Дуже цікаво, що один шматочок ДНК містить дуже багато генів та інших елементів, які кодують всю генетичну інформацію організму.
Перед розглядом типів хромосом, пропонуємо трохи поговорити про історію розвитку цих частинок. І так, експерименти, які почав проводити вчений Теодор Бовері ще в середині 1880 років, продемонстрували зв’язок хромосом і спадковості. Тоді ж Вільгельмом Ру була висловлена наступна теорія – кожна хромосома має різну генетичну навантаження. Ця теорія була протестована і доведена Теодором Бовері.
Завдяки роботі Грегора Менделя в 1900-х роках, Бовері зміг відстежити зв’язок правил спадкування і поведінки хромосом. Відкриття Бовері змогли вплинути на наступних цитологов:
- Едмунд Бічер Вілсон.
- Уолтер Саттон.
- Теофілус Пейнтер.
Робота Едмунда Вілсона полягала у зв’язуванні теорій Бовері і Саттона, яка описана в книзі «Клітка в розвитку і спадковості». Робота була опублікована приблизно в 1902 році і присвячувалася хромосомної теорії спадковості.
Спадковість
І ще хвилина теорії. У своїх працях дослідник Уолтер Саттон зміг з’ясувати, скільки все-таки міститься в ядрі клітини хромосом. Вже було сказано раніше, що вчений вважав ці частинки носіями спадкової інформації. Крім цього, Уолтер з’ясував, що всі хромосоми складаються з генів, от вони якраз і є винуватцями того, що передаються нащадкам батьківські властивості і функції.
Паралельно велися роботи Теодором Бовері. Як вже говорилося раніше, обидва вчених досліджували ряд питань:
- передача спадкової інформації;
- формулювання основних положень про роль хромосом.
Цю теорію називають теорією Бовері-Саттона. Подальша її розробка була проведена в лабораторії американського біолога Томаса Моргана. Спільно вчені змогли:
- встановити закономірності розміщення генів у даних структурних елементах;
- розробити цитологічну базу.
Будова
У цьому розділі ми пропонуємо розглянути будову і типи хромосом. Отже, мова йде про структурні клітинах, які зберігають і передають спадкову інформацію. З чого ж складаються хромосоми? З ДНК і білка. Крім цього, складові частини хромосом утворюють хроматин. Білки при цьому відіграють важливу роль для упаковки ДНК в ядрі клітини.
Діаметр ядра не перевищує показника п’ять мкм, а ДНК упаковано повністю в ядро. Отже, ДНК в ядрі має петельну структуру, яку підтримують білки. Останні при цьому дізнаються послідовності нуклеотидів для їх зближення. Якщо ви збираєтеся вивчати будову хромосом під мікроскопом, то найкращий для цього час – метафаза мітозу.
Хромосома має форму невеликої палички, яка складається з двох хроматид. Останні утримуються центромерой. Дуже важливо зауважити й те, що кожна окрема хроматида складається з хроматиновых петель. Всі хромосоми можуть знаходитися в одному з двох станів:
- активному;
- неактивному.
Форми
Зараз ми розглянемо існуючі типи хромосом. В цьому розділі ви зможете дізнатися, які існують форми цих частинок.
Всі хромосоми мають своїм індивідуальним будовою. Відмітна риса – особливості фарбування. Якщо ви вивчаєте морфологію хромосом, то варто звернути увагу на деякі значні речі:
- розташування центромери;
- довжина і положення плечей.
Отже, існують наступні основні типи хромосом:
- метацентрические хромосоми (їх відмінна риса – розташування центромери посередині, цю форму ще прийнято називати равноплечием);
- субметацентрические (відмітна риса – зміщення перетяжки в одну із сторін, інша назва – неравноплечие);
- акроцентрические (відмітна риса – знаходження центромери практично на одному з кінців хромосоми, інша назва – паличкоподібні);
- точкові (таку назву вони отримали через те, що їх форма дуже важко визначається, що пов’язано з маленьким розміром).
Функції
Незалежно від типу хромосом у людини та інших істот ці частинки виконують масу різних функцій. Про що йде мова можна прочитати в даному розділі статті.
- В зберіганні спадкової інформації. Хромосоми є носіями генетичної інформації.
- У передачі спадкової інформації. Спадкова інформація передається шляхом реплікації молекули ДНК.
- У реалізації спадкової інформації. Завдяки відтворення того чи іншого типу і-РНК, і відповідно до того чи іншого типу білка здійснюється контроль над всіма процесами життєдіяльності клітини і всього організму.
ДНК і РНК
Ми розглянули, які типи хромосом існують. Тепер переходимо до детального вивчення питання ролі ДНК і РНК. Дуже важливо помітити, що саме нуклеїнові кислоти становлять близько п’яти відсотків маси клітини. Вони представляються нам як мононуклеотидов і полінуклеотидів.
Всього існує два типи цих нуклеїнових кислот:
- ДНК, що розшифровується як дезоксирибонуклеїнові кислоти;
- РНК, розшифровка – рибонуклеїнових кислоти.
Крім цього, важливо запам’ятати, що дані полімери складаються з нуклеотид, тобто мономерів. Ці мономери і ДНК, і РНК в основному за будовою схожі. Кожен нуклеотид складається з кількох компонентів, а точніше, трьох, з’єднаних між собою міцними зв’язками.
Тепер трохи про біологічної ролі ДНК і РНК. Для початку важливо зауважити, що в клітці може зустрітися три види РНК:
- інформаційна (зняття інформації з ДНК, виконання ролі матриці для синтезу білка);
- транспортна (переносить амінокислоти для синтезу білка);
- рибосомальная (бере участь у біосинтезі білка, утворення структури рибосоми).
А в чому ж полягає роль ДНК? Ці частинки зберігають у собі інформацію спадковості. Ділянки цієї ланцюги містять спеціальну послідовність азотистих основ, які і відповідають за спадкові ознаки. Крім цього, роль ДНК і полягає в передачі цих ознак в процесі поділу ядер клітин. За допомогою РНК в клітинах проводиться синтез РНК, завдяки чому і відбувається синтез білків.
Хромосомний набір
Отже, ми розглядаємо типи хромосом, набори хромосом. Переходимо до докладного розгляду питання, що стосується хромосомного набору.
Число цих елементів є характерною ознакою виду. Для прикладу візьмемо муху-дрозофілу. У неї всього налічується вісім, а у приматів – сорок вісім. Людський організм володіє сорока шістьма хромосомами. Одразу звертаємо вашу увагу на те, що їх кількість для всіх клітин організму однаково.
Крім цього, важливо розуміти, що існує два можливих види набору хромосом:
- диплоїдний (характерний для эукариотических кліток, є повним набором, тобто 2n, присутні в соматичних клітинах);
- гаплоїдний (половина повного набору, тобто n, присутні в статевих клітинах).
Необхідно знати, що хромосоми утворюють пари, представники якої є гомологами. Що означає цей термін? Гомологічними називають хромосоми, які мають однакову форму, будову, розташування центромери і так далі.
Статеві хромосоми
Зараз ми детальніше розглянемо наступний тип хромосом – статеві. Це не одна, а пари хромосом, різних у чоловічих і жіночих особин одного виду.
Як правило, один з організмів (чоловічий чи жіночий) є володарем двох однакових, досить великих Х-хромосом, при цьому генотип – ХХ. Особина іншої статі має одну Х-хромосомою і трохи меншого розміру Y-хромосомою. При цьому генотип – XY. Важливо зауважити й те, що в деяких випадках формування чоловічої статі відбувається при відсутності однієї з хромосом, тобто генотип Х0.
Аутосомы
Це парні частинки у організмів з хромосомним визначенням статі однакові і у чоловічої статі, і у жіночого. Якщо говорити просто, то всі хромосоми (крім статевих) – це аутосомы.
Зверніть увагу на те, що наявність, копії і структура ніяк не залежить від статі еукаріотів. Всі аутосомы мають порядковий номер. Якщо взяти людину, то двадцять дві пари (сорок чотири хромосоми) є аутосомами, а одна пара (дві хромосоми) – статеві хромосоми.
