Структурная организация хроматина

Первый уровень:нуклеосомный- образует структуру хроматиновых фибрилл в виде «бусинок на нитке», при этом происходит укорочение ДНК примерно в 7 раз.

Второй уровень:нуклеомерный, где идет объединение 8- 10 нуклеосом в глобулы.

Третий уровень: хромомерный, где нуклеомерные фибриллы образуют многочисленные петли, объединенные скрепками из негистоновых белков.

Четвертый уровень: хромонемный – образуется за счет сближения в линейном порядке хромомерных петель, с образованием хромонемной нити.

Пятый уровень: хромосомный – образуется в результате спиральной укладки хромонемы или хроматиды. Таким образом, хромосомы и животных и растений образуются в процессе конденсации из фибрилл ДНП нитчатых хромонемных структур, являющихся единицей последующей хромосомной структуризацией.

В результате суперспирализации ДНП в делящемся ядре хромосомы становятся видимыми в световой микроскоп.

Строение хромосомы. Каждая хромосома образована одной длинной молекулой ДНП. Они представляют собой удлиненные палочковидные структуры, имеющие два плеча, разделенные центромерой.

Типы хромосом (в зависимости от расположения центромеры)

- метацентрические ,имеющие примерно одинаковые плечи;

- акроцентрические , имеющие одно очень короткое , другое очень длинное плечо;

- субметоцентрические, у которых одно длинное, а другое более короткое плечо.

Хромосома в метафазе

Состоит из двух, соединенных центромерой сестринских хроматид, каждая из которых состоит из одной молекулы ДНП, уложенную в виде спирали.

В соматической клетки имеются по две копии каждой хромосомы, их называют гомологичными. Они одинаковы по длине, форме, строению, несут одни и те же гены, локализованные одинаково.

Сильно спирализованные формы ДНК в клетке неактивны, а когда они деспирализуются их называют хроматином, их уже не видно в микроскоп и они физиологически активны.

Хромосомы в функционирующей клетке обеспечивают синтез РНК, необходимых для последующего синтеза белков. При этом осуществляется считывание генетической информации – транскрипция, но не вся хромосома принимает в ней участие.

Строение ялрышек. Разные участки хромосом обеспечивают синтез различных РНК. Особенно выделяются участки синтезирующие рибосомальные РНК ониназываются ядрышковыми организаторами. Ядрышковые организаторы образуют петли. Верхушки петель разных хромосом тяготеют друг к другу и встречаясь вместе формируют ядрышко.

Функции хромосом

1. Регулируют все обменные процессы: любые метаболические реакции возможны только при участии ферменов, ферменты же всегда белки, а белки синтезируются только с участием РНК.
2. Хранители наследственных свойств организма. Именно последовательность нуклеотидов в цепях ДНК определяет генетический код.

Жизненный цикл клетки

Жизненный цикл – это время существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или естественной гибели. Типичный жизненный цикл клетки составляет 20 часов, период деления – 1 час.

Этапы жизненного цикла

1. Интерфаза
2. Митоз – это основной тип деления соматических эукариотических клеток.

Биологическое значение жизненного цикла

1. Обеспечивает преемственность генетического материала в ряду клеток дочерних генераций;
2. Приводит к образованию клеток, равноценных как по объему, так и по содержанию генетической информации.

I. Интерфаза

Интерфаза – это период подготовки клетки к делению, он очень длительный и занимает до 90% жизненного цикла клетки. Характерным признаком интерфазных клеток является то, что хромосомы раскручены (деспирализованы), находятся в виде рыхлой массы и равномернораспределены по всему ядру. В интерфазе различают несколько периодов или фаз:

G1 – фаза или пресинтетический период (2n2c)

Идет сразу после деления клетки. Клетка активно растет в размерах, запасает вещества: белки (гистоны, структурные белки, ферменты), РНК, молекулы АТФ. Происходит деление митохондрий и хлоропластов. Восстанавливаются черты организации интерфазной клетки после предшествующего деления;

Ø Подготовка клетки к построению второй хроматиды

1. Образование рибосом
2. Синтез всех видов РНК
3. Синтез АТФ для репликации
4. Деление митохондрий
5. У растений деление пластид
6. Синтез ферментов
7. Синтез одномембранных органоидов
8. Рост клетки

S – фаза или синтетический период (2n4c)

Происходит точная репликация ДНК и редупликация хромосом. Синтез ДНК происходит по полуконсервативному механизму: каждая цепь ДНК копируется. Синтез происходит по участкам. Происходит удвоение и связанных с хромосомами белков, а также удвоение центриолей. Построение второй хроматиды и формирование двуххроматидных хромосом

1. Удвоение (редупликация) ДНК
2. Синтез белков – гистонов
3. Сборка второй хроматиды из ДНК и белков-гистонов
4. Синтез центриолей