Уровни организации генетического материал.

 Ядерный генетический материал представлен молекулами ДНК, организованными в форме хроматина или хромосом. С функциональной точки зрения можно выделить три уровня организации генетического материала: генный, хромосомный, геномный,для которых характерны следующие общие черты:

1) генный, для него характерно самовоспроизведение, обеспечивающее передачу генетической информации потомству путем репликации ДНК и клеточного деления, что является основой наследственности;

2) хромосомный,для него характерносамосохранение, обеспечивающее стабильность и постоянство организации, а также сохранение и распределение генетического материала в ряду поколений посредством репликации и репарации ДНК, что важно для сохранения признаков вида;

3)геномный,для него характернамутабильностъ, которая обеспечивает способность генетического материала изменяться и передавать эти изменения потомству, что представляет основной источник изменчивости.

Наряду с общими чертами, каждый из уровней отличается рядом особенностей.

Ген-это структурно-функциональная единица наследственности и изменчивости:

1) представляет специфическую полинуклеотидную последовательность ДНК;

2)содержит информацию об элементарном признаке - белке, последовательность аминокислот которого зашифрована нуклеотидной последовательностью;

3) обеспечивает материальную преемственность генетической информации в ряду поколений, т.е. наследование потомками признаков родителей;

4) изменения в структуре гена могут приводить к изменениям в синтезе белка и соответствующего признака.

Хромосома - морфологический субстрат наследственности и изменчивости:

1) представлена линейной молекулой ДНК, упакованной с помощью гистоновых и негистоновых белков;

2) содержит много генов, от нескольких сот (хр. Y) до нескольких тысяч (хр. 1);

3) обеспечивает упорядоченное расположение генетической информации в пространстве, в группах сцепления, при этом, каждый ген занимает определенное место в ДНК, называемое локусом;

4) определяет передачу генов блоками, благодаря способности хромосом реплицироваться и быстро компактизироваться;

5) обеспечивает рекомбинацию генетического материала - кроссинговер.

Геном — это высший уровень организации генетического материала, который обеспечивает единство систем организма и интеграцию различных молекулярных, биохимических, морфологических и физиологических процессов. Геном человека представляет собой совокупность молекул клеточной ДНК и характеризуется следующими особенностями:1) геном половых клеток человека состоит из 23 молекул ядерной ДНК (гаплоидный набор) и нескольких молекул митохондриальной ДНК;

2) геном соматических клеток человека состоит из 46 молекул ядерной ДНК (диплоидный набор) и нескольких молекул митохондриальной ДНК;

3) геном содержит набор последовательностей ДНК, обеспечивающих развитие всех специфических признаков организма;Диплоидный набор молекул ядерной ДНК, организованной в форме хромосом (нукле-протеиновых комплексов) представляет кариотип.

Организация наследственного материала эукариот. Хромосомы – материальная основа наследственности. Строение хромосом эукариот. Упаковка ДНК в хромосомах и биологическое значение этого явления. Кариотип.

Хромосомы эукариот, в отличие от хромосом прокариот, построены из нуклеопротеида, главными компонентами которого являются ДНК и два типа белков - гистоновых (основных) и негистоновых (кислых) белков.

Установлено, что в хромосомах эукариот (за исключением политенных хромосом) имеется лишь одна непрерывная нить ДНК, представляющая единую гигантскую двуспиральную молекулу, состоящую из сотен миллионов пар нуклеотидов. Длина ДНК в хромосоме может достигать нескольких сантиметров.

Хромосомы эукариот – это спирализованный хроматин – комплекс ДНК и белков, где 40% приходится на ДНК, 40% - на гистоновые (основные) белки и почти 20% - на негистоновые белки и немного РНК.

Гистоны - хромосомные белки с высоким содержанием аргинина и лизина. Гистоны стабилизируют структуру хромосомы и играют роль в регуляции активности генов.

Негистоновые (кислые) белки. В хромосомах их количество приблизительно вдвое меньше гистоновых. Существует более 100 видов негистоновых белков. Они разнообразны по молекулярному весу, структуре, видос-пецифичны. Эти белки могут быть ответственны за репликацию, репарацию, транскрипцию, возможно, играют роль и в активации генов. К ним относят актин, миозин, тубулин, ферменты синтеза РНК и ДНК - полимеразы и другие.

Уровни упаковки ДНК следующие:

1)Нуклеосомный (2,5 оборота двуспиральной ДНК вокруг восьми молекул гистоновых белков).

2)Супернуклеосомный - хроматиновая спираль (хромонема).

3)Хроматидный - спирализованная хромонема.

4) Хромосома - четвертая степень сперализации ДНК.

Кариотип — совокупность признаков (число, размеры, форма и т. д.) полного набора хромосом, присущая клеткам данногобиологического вида (видовой кариотип), данного организма (индивидуальный кариотип) или линии (клона) клеток.

Хромосомы подразделяют на аутосомы( одинаковые у обоих полов) и гетерохромосомы, илиполовыехромосомы, ( разный набор у мужских и женских особей).