14. Каков химический состав хроматина и его морфологическое строение по данным электронной микроскопии?

Хроматин в интерфазном ядре или выделенных митотических хромосомах, как и в составе ядра на ультратонких срезах состоит из элементарных хромосомных фибрилл толщиной 20-25 нм. В химическом отношении фибриллы хроматина представляют собой сложные комплексы дезоксирибонуклеопротеидов (ДНП), в состав которых входят ДНК и специальные хромосомные белки – гистоновые и негистоновые. В составе хроматина обнаруживается также РНК. Количественные отношения ДНК, белка и РНК составляют 1:1,3:0,2. Так, в количественном соотношении хроматин состоит из: 1) дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) – 40%; 2) белков – около 60%; 3) рибонуклеиновой кислоты (РНК) – 1%. Ядерные белки представлены двумя формами:

1) щелочными (гистоновыми) белками – 80-85%; 2) кислыми белками — 15—20%

Рисунок 5.9. Состояние хроматина в разных клетках. Электронные микрофотографии (по М. Ross)

I — ядро нервной клетки: гетерохроматина очень мало. — Ядро и клетка в целом функционируют очень активно.

II — лимфоцит: в ядре преобладает гетерохроматин, что коррелирует с малым объемом цитоплазмы. Процессы синтеза РНК и белков

идут здесь с небольшой скоростью.

Рисунок 5.10. ДНК в ядре клеток. Окраска по методу Фельгена Х400.

1 — хроматин в ядрах: окрашен в вишневый цвет благодаря высокому содержанию ДНК; 2 — ядрышки: содержат мало ДНK и потому имеют темно-зеленый цвет; 3 — цитоплазма: тоже окрашена в зеленый цвет.

Рисунок 5.11. Структура ядра (клетки печени). Окраска гематоксилином и эозином Х400.

1 — ядра клеток печени: имеют округлую форму и окрашены гематоксилином в фиолетовый цвет. В ядрах видны: 2 — ядерная оболочка; 3 — глыбки хроматина; 4 — ядрышки (тоже округлой формы). Хроматин и ядра находятся в ядерном соке (нуклеоплазме). 5 — цитоплазма; 6 — границы клеток.

15. Дайте определение хромосомам

Хромосомы – это максимально конденсированный хроматин во время митотического деления клеток. Представляют собой плотные палочковидные, или нитчатые тельца, которые хорошо красятся основными красителями и имеют диаметр 0,2-2 мкм и длину 1,5-10 мкм.

В этот период хромосомы не выполняют никаких синтетических функций, в них не происходит включения предшественников ДНК и РНК.

Хромосомы клеток могут находиться в двух структурно-функциональных состояниях: в активном, рабочем, частично или полностью деконденсированном, когда с их участием в интерфазном ядре происходят процессы транскрипции и редупликации, и в неактивном, в состоянии метаболического покоя при максимальной их конденсированности, когда они выполняют функцию распределения и переноса генетического материала в дочерние клетки.

Рисунок 5.12. – Уровни организации хроматина.

16. Каково строение и морфология хромосом?

Рисунок 5.13. – Строение хромосомы

Хромосома в световом микроскопе (А) и ее схематическое изображение (Б); хромосома при дифференциальной окраске (В) и ее схематическое изображение (Г); Д — хромосома в сканирующем электронном микроскопе; Е — хромосома в трансмиссионном мегавольтном электронном микроскопе; 1 — тепомеры; 2 — центромеры; 3 — плечи хромосомы.

Морфология митотических хромосом лучше всего изучать в момент их наибольшей конденсации, в метафазе и в начале анафазы.

Первичная перетяжка хромосомы (центромера) делит хромосому на два плеча.

Хромосомы с равными или почти равными плечами называют метацентрическими, с плечами неодинаковой длины – субметацентрическими. Палочковидные хромосомы с очень коротким, почти незаметным вторым плечом называют акроцентрическими. В области первичной перетяжки расположен кинетохор – сложная белковая структура, имеющая форму овальной пластинки, связанной с ДНК центромерного района хромосомы. Некоторые хромосомы имеют, кроме того, вторичные перетяжки, располагающиеся вблизи одного из концов хромосомы и отделяющие маленький участок – спутник хромосомы.

Плечи хромосом оканчиваются теломерами – конечными участками.

При специальных методах окраски хромосомы неравномерно воспринимают красители: вдоль их длины наблюдается чередование окрашенных и неокрашенных участков — дифференциальная неоднородность хромосомы. Важно то, что каждая хромосома имеет свой, неповторимый рисунок такой дифференциальной окраски. Применение методов дифференциальной окраски позволило детально изучить строение хромосом. Хромосомы человека принято подразделять по их размерам на 7 групп (А, В, С, D, Е, F, G). Если при этом легко отличить крупные A, 2) хромосомы от мелких A9, 20), метацентрические от акроцентрических A3), то внутри групп трудно отличить одну хромосому от другой. Так, в группе С6 и С7 хромосомы схожи между собой, как и с Х-хромосомой. Дифференциальное окрашивание позволяет четко отличить эти хромосомы друг от друга.

Как интерфазные, так и митотические хромосомы состоят из элементарных хромосомных фибрилл-молекул ДНП (сложные комплексы дезоксирибонуклеопротеидов). В последнее время принято считать, что на каждую хромосому приходится одна гигантская фибрилла ДНП, сложно уложенная в относительно короткое тельце — собственно митотическую хромосому. Фибриллы хроматина в митотической хромосоме образуют многочисленные розетковидные петлевые домены (хромомеры), которые при дальнейшей конденсации хроматина образуют видимую в светооптическом микроскопе митотическую хромосому.