5. Прогенез. Особенности наследственной информации в половых клетка. Амплификация генов. Хромосомы типа «ламповых щеток».

Прогенезом называется процесс образования половых клеток, или гаметогенез.В свою очередь, гаметогенез делится на сперматогенез(образование сперматозоидов) и овогенез(образование яйцеклеток). Развитие половых клеток в эмбриогенезе человека начинается довольно рано. Они возникают во внезародышевой желточной энтодерме в конце 3-й недели эмбриогенеза. Позднее эти клетки (они называются гонобластами) мигрируют в закладку половых желез на медиальной поверхности первичной почки и принимают участие в образовании половых желез — гонад.

Наследственная информация в клетке не является монолитной, она разбита на отдельные «слова» — гены.

Ген — это элементарная единица генетической информации.

Наследственная информация организмов зашифрована в ДНК в виде определенных сочетаний нуклеотидов и их последовательности — генетического кода. Его свойствами являются: триплетность, специфичность, универсальность, избыточность и неперекрываемость. Кроме того, в генетическом коде отсутствуют знаки препинания.

Каждая аминокислота закодирована в ДНК тремя нуклеотидами — триплетом, например, метионин закодирован триплетом ТАЦ, то есть код триплетен. С другой стороны, каждый триплет кодирует только одну аминокислоту, в чем заключается его специфичность или однозначность. Генетический код универсален для всех живых организмов, то есть наследственная информация о белках человека может считываться бактериями и наоборот. Это свидетельствует о единстве происхождения органического мира. Однако 64 комбинациям нуклеотидов по три соответствует только 20 аминокислот, вследствие чего одну аминокислоту может кодировать 2–6 триплетов, то есть генетический код избыточен, или вырожден. Три триплета не имеют соответствующих аминокислот, их называют стоп-кодонами, так как они обозначают окончание синтеза полипептидной цепи.

Амплификация генов

Хромосомы типа ламповых щеток образуются при необычно длительном мейозе, который может продолжаться до нескольких месяцев! В течение всего этого срока хромосомы существуют в деспирализованной форме, которую можно наблюдать в световом микроскопе. Позже, в мейозе, хромосомы возвращаются к обычному компактному состоянию. Таким образом, релаксированная структура представляет собой разупакованную разновидность нормальной структуры хромосомы.

хромосомы типа ламповых щетокlampbrush (lateral-loop) chromosome - хромосомы типа “ламповых щеток”.Гигантские хромосомы, обнаруживаемые в первичных ооцитах позвоночных (на стадии диплотены <diplotene> профазы I деления мейоза) и характеризующиеся наличием большого количества разноразмерных боковых петель, каждая из которых представляет собой раскрученную хромомеру, на петлях Х.т.”л.щ.” происходит интенсивный синтез РНК; в формировании петель участвуют рибонуклеопротеиновые гранулы, по распределению которых выделяются различные типы петель - D-петли, М-петли

Хромосомы типа ламповых щеток являются мейотическими бивалентами, и каждая состоит из двух пар сестринских хроматид. Рисунок ниже иллюстрирует пример почти полного расхождения пар сестринских хроматид, которые удерживаются только хиазмами. Каждая пара сестринских хроматид образует серию хромомеров эллипсоидной формы, достигающих 1-2 мкм в диаметре и соединенных друг с другом посредством очень тонкой нити. Эта непрерывная нить состоит из двух сестринских дуплексов ДНК и располагается вдоль хромосомы, проходя через хромомеры. Длина индивидуальных хромосом типа ламповых щеток у тритона Notophthalmus viridescens составляет 400-800 мкм. Позже, в мейозе, они уменьшаются до 15-20 мкм. Таким образом, хромосомы типа ламповых щеток упакованы примерно в 30 раз менее компактно. Общая длина всего набора хромосом типа ламповых щеток составляет 5-6 мм, и он содержит примерно 5000 хромомеров. Эти хромосомы получили свое название из-за множества петлеобразных структур, расположенных перпендикулярно хромомерам на определенном расстоянии друг от друга. (По виду они напоминают давно забытые щетки для чистки ламповых стекол.) Петли располагаются попарно, по одной петле от каждой сестринской хроматиды. Они составляют продолжение осевой нити. Это позволяет предполагать, что петли выступают из хромосомного материала, плотно упакованного в хромомере.