Сьогодні ми пропонуємо як можна детальніше розглянути цікавий питання з шкільного курсу біології – що таке хромосома? В біології цей термін зустрічається досить часто, але що він означає? Давайте розбиратися.
Почнемо, мабуть, з поняття «період життєдіяльності клітини». Це проміжок часу, який починається з самого її виникнення і до смерті. Ще прийнято називати цей інтервал часу – життєвим циклом. Навіть в одному і тому ж організмі тривалість циклу варіюється залежно від різновиду. Для прикладу візьмемо клітку епітеліальної тканини і печінки, ЖЦ першої становить всього близько п’ятнадцяти годин, а другий – рік. Ще важливо відзначити і той факт, що весь період життєдіяльності клітини ділиться на два інтервали:
- інтерфаза;
- поділ.
Важлива роль у життєвому циклі клітини належить саме хромосомами. Перейдемо до визначення, що таке хромосома в біології? Це комплекс молекул ДНК і білків. Про їх функції ми поговоримо більш детально далі у статті.
Трохи історії
Що таке хромосома в біології, було відомо ще в середині дев’ятнадцятого століття, завдяки дослідженням німецького ботаніка Ст. Гофмейстера. Вчений в цей час захопився вивченням ділення клітин у рослини під назвою традесканція. Що ж він зміг відкрити нового? Для початку стало ясно, що перед поділом клітини відбувається ділення ядра. Але це не найцікавіше! Ще до того, як утворюється два дочірні ядра, відбувається розщеплення основного на дуже тонкі ниточки. Їх якраз таки і можна побачити тільки під мікроскопом, офарбивши спеціальним барвником.
Тоді Гофмейстер дав їм назву – хромосоми. Що таке хромосома в біології? Якщо перекладати термін на російську мову дослівно, то ми отримаємо «пофарбовані тіла». Вже трохи пізніше вчені помітили, що ці ниткоподібні частки є в ядрі абсолютно будь-якої рослинної або тваринної клітини. Але ще раз звертаємо вашу увагу на те, що їх кількість варіюється залежно від виду клітини і організму. Якщо ми візьмемо людину, то в його клітинах міститься всього сорок шість хромосом.
Теорія спадковості
Ми вже дали визначення, що таке хромосома в біології. Тепер пропонуємо переходити до генетики, а саме до передачі генетичного матеріалу від батьків до нащадків.
Завдяки працям Уолтера Саттона стало відомо кількість хромосом у клітинах. Крім цього, вчений стверджував, що саме ці крихітні частинки є носіями одиниць спадковості. Так само Саттон з’ясував, що хромосоми складаються з генів.
У той же час велися аналогічні роботи і Теодором Бовері. Важливо зауважити, що обидва вчені вивчили це питання і прийшли до одного і того ж висновку. Вони вивчили і сформулювали основні положення ролі хромосом.
Клітини
Після відкриття і опису хромосом у середині хіх століття вчені почали цікавитися їх будовою. Стало зрозуміло, що ці тільця знаходяться абсолютно в будь-якій клітині, незалежно від того прокариотическая або эукариотическая клітина перед нами.
У вивченні будови допомогли мікроскопи. Вченим вдалося встановити кілька фактів:
- хромосоми – це ниткоподібні тільця;
- їх можна спостерігати тільки в певні фази циклу;
- якщо проводити вивчення в інтерфазі, то можна помітити, що ядро складається з хроматину;
- під час інших періодів можна виділити хромосоми, що складаються з однієї або двох хроматид;
- найкращий час вивчення – мітоз, або мейоз (вся справа в тому, що в процесі поділу клітини ці тільця краще помітні);
- у еукаріотів найбільш часто зустрічаються великі хромосоми, що мають лінійну будову;
- дуже часто в клітинах є кілька типів хромосом.
Форми
Ми розібралися з питанням – що таке хромосома в біології, але нічого не сказали про можливих різновидах. Пропонуємо заповнити цей пробіл негайно.
Отже, всього прийнято виділяти чотири форми:
- метацентрические (в тому випадку, якщо центромера посередині);
- субметацентрические (зсув центромери до одного з кінців);
- акроцентрические, інша назва – паличкоподібні (в тому випадку, якщо центромера розташована на якому-небудь кінці хромосоми);
- телоцентрические (їх ще прийнято називати точковыми, так як дуже важко розгледіти форму з-за невеликого розміру).
Функції
Хромосома – це надмолекулярный рівень організації генетичного матеріалу. Основний компонент – ДНК. Вона володіє рядом важливих функцій:
- зберігання генетичного матеріалу;
- його передача;
- його реалізацію.
Генетичний матеріал представлений у вигляді генів. Важливо зауважити, що в одній хромосомі безліч (від декількох сотень до тисяч) генів, вона має такі особливості:
- хромосома є тільки одну групу зчеплення;
- упорядковує розташування генів;
- забезпечує спільне спадкування всіх генів.
Кожна окремо взята клітина має диплоїдний набір хромосом. Біологія – це дуже захоплюючий предмет, який при правильному викладанні зацікавить безліч учнів. Тепер більш докладно розглянемо ДНК і РНК.
ДНК і РНК
З чого ж складаються хромосоми? Якщо мова йде про эукариотах, то ці частинки в клітках утворені за допомогою хроматину. До складу останнього входять:
- дезоксирибонуклеїнова кислота (скорочено – ДНК);
- рибонуклеїнова кислота (скорочення – РНК);
- білки.
Все, що перераховано вище, – це високомолекулярні органічні речовини. Що стосується розташування, то ДНК можна виявити в ядрі у еукаріотів, а РНК – в цитоплазмі.
Гени і хромосоми
Біологія досить докладно розглядає питання генетики, починаючи ще зі шкільної лави. Давайте освіжати пам’ять, що ж таке все-таки ген? Це найменша одиниця всього генетичного матеріалу. Ген – це ділянка ДНК або РНК. Другий випадок зустрічається у вірусів. Саме він кодує розвиток певної ознаки.
Важливо зауважити й те, що ген відповідає лише за один ознака, функціонально він неподільний. Тепер перейдемо до рентгеноструктурному аналізу ДНК. Отже, остання утворює подвійну спіраль. Її ланцюги складаються з нуклеотидів. Останні – це вуглевод дезоксирибоза, фосфатна група та азотисту основу. А ось тут трохи цікавіше, азотистих підстав може бути кілька видів:
- аденін;
- гуанін;
- тимін;
- цитозин.
Хромосомний набір
Від числа хромосом і їх особливостей залежить вигляд. Для прикладу візьмемо:
- мухи-дрозофіли (по вісім хромосом);
- примати (за сорок вісім хромосом);
- люди (сорок шість хромосом).
І це число є постійним для конкретного виду організму. Всі эукариотические клітини мають диплоїдний набір хромосом (2n), а гаплоїдний – це його половина (тобто n). Крім цього, пара хромосом завжди є гомологічною. Що значить гомологічні хромосоми в біології? Це ті, які повністю ідентичні (за формою, будовою, розташування центромер і так далі).
Дуже важливо зауважити й те, що диплоїдний набір, притаманний соматичним клітинам, а гаплоїдний – статевим.
