Functie van de chromosomen en hun structuur. Wat betekent de chromosomen in de cel?

Dit artikel zal de structuur aan te pakken van eukaryote cellen, chromosomen, structuur en functie zijn studeerde biologie industrie, genaamd cytologie.

Geschiedenis van de ontdekking

Is een belangrijke component van de celkern, werden chromosoom ontdekt in de 19e eeuw door een aantal onderzoekers. Een Russische bioloog I. Chistyakov ze bestudeerd tijdens de mitose (celdeling), de Duitse anatoom Heinrich Wilhelm Gottfried von Waldeyer-Hartz ontdekte ze tijdens de voorbereiding van histologische preparaten en die chromosomen worden genoemd, dat is kleuring van kalveren voor de snelle reactie van deze structuren in de interactie met organische kleurstof magenta.

Fleming samengevat de wetenschappelijke gegevens over welke functie wordt uitgevoerd door de chromosomen in cellen die de kern hebben ingericht.

Externe structuur van de chromosomen

Deze microscopische vormen in de kernen - de belangrijkste organellen cellen en dienen als opslagplaats en doorgeven van erfelijke informatie van een organisme. Chromosomen bevatten een speciale ingrediënt - chromatine. Het is een conglomeraat van fijne filamenten - fibrillen en korrels. Vanuit chemisch oogpunt, deze verbinding met lineaire DNA-moleculen (ongeveer 40%) met een specifieke histon eiwitten.

Complexen die de 8 peptiden en DNA moleculen omvatten garens gedraaid op proteïne bolletjes, zoals spiralen nucleosomen. Plot deoxyribonucleïnezuur vormt 1,75 omwentelingen rond het schachtdeel en heeft de vorm van een ellipsoïde ongeveer 10 nanometer lang en 5-6 breed. De aanwezigheid van deze structuren (chromosomen) in de kern dient als een taxonomische eigenschap eukaryote cellen. Het is in de vorm van nucleosomen chromosomen functioneren als het behoud en de overdracht van genetische eigenschappen.

De afhankelijkheid van de structuur van de chromosomen van de celcyclusfase

Als de cel in interfase, die wordt gekenmerkt door zijn sterke groei en metabolisme, maar het gebrek aan splitsing, de chromosomen in de kern de vorm van dunne draden despiralizovannyh - chromonemata. Meestal zijn ze met elkaar verweven zijn, en visueel verdeel ze in afzonderlijke structuren onmogelijk. Ten tijde van het optreden van celdeling, dat in somatische cellen genoemd mitose en seks - meiose chromosomen beginnen de rechte en dikker, zichtbaarder in de microscoop.

Het niveau van de organisatie van de chromosomen

Eenheden van de erfelijkheid - chromosoom, wordt uitvoerig ingegaan op de wetenschap genetica. Wetenschappers hebben ontdekt dat nucleosomale draad omvattende DNA-histon eiwitten vormen een spiraal eerste orde. De dichte pakking van chromatinestructuur optreedt als gevolg van de vorming van hogere orde - solenoïde. Hij organiseert en verzegeld in een nog complexere gewonden spiraal. Al het bovenstaande organisaties chromosoom niveaus zijn ter voorbereiding van de cellen te verdelen.

Tegen de mitotische cyclus structuureenheid erfelijkheid, bestaande uit genen die DNA bevatten worden verkort en verdikt ten opzichte van draadvormige chromonemata tussenfase van ongeveer 19.000. Times. Deze compacte vorm chromosoom kernelfuncties die genetische kenmerken van het organisme te dragen, klaar om somatische of kiemcellen verdelen.

De morfologie van de chromosomen

chromosomen functie kan worden verklaard door het bestuderen van hun morfologische kenmerken die het beste worden getraceerd in de mitotische cyclus. Het is bewezen dat de synthetische fase van interfase massa van DNA in de cel wordt verdubbeld omdat elke dochtercel gevormd door deling, dezelfde hoeveelheid genetische informatie als de oorspronkelijke ouder hebben. Dit wordt bereikt door replicatieproces - de zelf-verdubbeling DNA verkregen door het enzym DNA polymerase.

In cytologische preparaten bereid op het moment van de metafase van mitose in plantaardige of dierlijke cellen onder een microscoop duidelijk dat elk chromosoom bestaat uit twee delen, genaamd chromatiden. In de volgende fasen van mitose - anafase en vooral telofase - De volledige scheiding plaatsvindt, waarbij elke chromatide een aparte chromosoom. Omvat continu gecompacteerde DNA-molecuul, en lipiden, eiwitten en RNA acid. Mineralen bevat magnesium- en calciumionen.

Ondersteunende structuurelementen chromosoom

Chromosoom functie in de cel niet volledig zijn uitgevoerd, worden deze erfelijke een speciaal apparaat - de eerste vernauwing (centromeer), die nooit spiralizuetsya. Dat het chromosoom bestaat uit twee delen, genaamd de schouders. Afhankelijk van de locatie van de centromere, chromosoom Genetics gerangschikt op gelijke hoek (metatsentrichnye) neravnoplechie (submetacentic) en akrotsentrichnye. In het buitengewoon onderwijs primair vernauwingen zijn gevormd - kinetochoren, welke schijf-achtig eiwit bolletjes zich aan beide zijden van de centromeer zijn. Sami kinetochoren bestaat uit twee delen: extern contact met microfilamenten (draadspindel) verbonden.

Door het verminderen van de filamenten (microfilamenten) streng geordende verdeling chromatiden omvattende het chromosoom tussen dochtercellen. Aantal chromosomen hebben één of meer secundaire vernauwingen, die niet betrokken zijn bij mitose, omdat die mogelijk niet mee aan de draad spindel, maar deze gebieden (secundaire vernauwingen) verschaffen controle van de synthese van nucleoli - organellen die verantwoordelijk zijn voor de vorming van ribosomen zijn.

Wat is een karyotype

Bekend genetici Morgan, N. Koltsov, Sutton in de vroege 20e eeuw, zorgvuldig bestudeerde de chromosoom structuur en functie in somatische en kiemcellen - gameten. Zij vonden dat elke cel van alle soorten typerend voor een bepaalde chromosomen met een specifieke vorm en grootte. Er werd gesuggereerd dat de totaliteit van chromosomen in de celkern van somatische cellen genaamd karyotype.

In populaire literatuur karyotype wordt vaak gelijkgesteld met het chromosoom set. In feite niet identiek concepten. Bijvoorbeeld humaan karyotype 46 chromosomen in de kernen van somatische cellen en door de algemene formule 2n aangeduid. Maar dergelijke cellen, zoals hepatocyten (levercellen) weinig kernen, hun chromosomale complement aangeduid met 2n * 2 = 4n en 2n * 4 = 8n. Dat wil zeggen dat het aantal chromosomen in deze cellen meer dan 46, hoewel het karyotype van hepatocyten 2n, dan zijn er 46 chromosomen.

Het aantal chromosomen in kiemcellen altijd twee keer minder dan in somatische (in lichaamscellen), deze set is haploïde genoemd en wordt aangeduid met n. Alle andere cellen in het lichaam een aantal 2n, genaamd diploïde.

Morgan's chromosoom theorie van de erfenis

Amerikaanse geneticus Morgan ontdekte de wet van overerving van genen, het uitvoeren van experimenten op de hybridisatie van fruitvliegjes, fruitvliegen. Door zijn onderzoek, de functie van seksuele chromosomen van de cellen werden bestudeerd. Morgan bewezen dat genen in naastgelegen loci van hetzelfde chromosoom, grotendeels verbonden geërfd, dat wil zeggen de koppeling. Als de genen zijn gelokaliseerd op chromosoom afstand van elkaar, tussen zusterchromosomen mogelijk crossing-over - sharing sites.

Dankzij het onderzoek van Morgan, werden gecreëerd genetische kaarten, waardoor de studie van de functie van chromosomen en hun uitgebreide gebruik in genetische counseling om kwesties van mogelijke pathologieën van chromosomen of genen in erfelijke ziekten bij mensen aan te pakken. Het belang van de conclusies van de wetenschappers, is het moeilijk te overschatten.

In dit artikel hebben wij rekening gehouden met de structuur en functie van chromosomen, die ze uit te voeren in de cel.