4. Структура и функции хромосом.

Хромосомы (от греч, chroma — цвет, краска и soma — тело), самовоспроизводящиеся структурные элементы клеточного ядра, содержащие гены. Название хромосома дано им в связи со способностью интенсивно окрашиваться основными красителями. Строение хромосом и их количество отчётливо выражены лишь в стадии метафазы деления клеток растительных и животных организмов (эукариот). К хромосомам относят и генетические структуры —нуклеоиды вирусов и бактерий (прокариот). В метафазе хромосомы имеют вид двойных палочковидных или нитевидных тел, каждое из которых образуется двумя морфологически идентичными нитями — хроматидами. Каждая хроматида, в свою очередь, состоит из взаимно перекрученных нуклеопротеидных нитей — хромонем. Преобразования хромосом в процессе митоза и мейоза состоят в спирализации и деспирализации образующих её хромонем. В интерфазном ядре хромонемы максимально деспирализованы, создают при исследовании в световом микроскопе картину почти гомогенного содержимого ядра.

Хромосомы перед делением клетки состоят из двух хромотид, соединенных между

собой в одной точке, называемой центромерой или первичной перетяжкой. Сюда присоединяются нити веретена деления в метафазе митоза и мейоза. Вторая перетяжка хромосомы носит название ядрышковый организатор – место образования ядрышек ядра в конце деления клетки. Некоторые хромосомы имеют спутники.

Концевые участки хромосом имеют особую структуру и называются теломерами. Теломерные районы обладают определенной полярностью, препятствующей их соединению друг с другом при разрывах или со свободными концами хромосом. Участок хроматиды (хромосомы) от теломеры до центромеры называют плечом хромосомы. Каждая хромосома имеет два плеча. В зависимости от соотношения длин плеч выделяют три типа хромосом: 1) метацентрические (равноплечие); 2) субметацентрические (неравноплечие); 3) акроцентрические, у которых одно плечо очень короткое и не всегда четко различимо.

В зависимости от места расположения центромеры на хромосомах они могут быть:

метацентрическими, субметацентрическими, акроцентрическими и телоцентрическими.

Объективным критерием для отнесения хромосом к той или иной группе служит центромерный индекс – отношение длины короткого плеча к длине хромосомы в процентах. Акроцентрические – центромерный индекс мене 12,5%, субметацентрические – 12, 6 до 37, метацентричекикие 37, 1 до 50 %.

4. Хромосомы животных. Кариотипы.

Кариотип. Совокупность количественных и структурных особенностей набора хромосом в соматических клетках одного вида, называют кариотипом.

Кариотипы животных различных видов отличаются соотношением метацентриков,

субметацентриков, акроцентриков и телоцентриков.

При всем разнообразии кариотипов они имеют общие закономерности строения,

которые были названы «Правила хромосом».

1. Правило постоянства числа хромосом. В соматических клетках животных каждого

вида содержится характерный для них, постоянный набор хромосом.

2. Правило парности хромосом. В ядрах соматических клеток хромосомы парные.

Пары хромосом одинаковые по величине, форме и строению называют гомологичными.

Они образуются при слиянии материнских и отцовских хромосом при оплодотворении.

Парный набор хромосом в соматических клетках называют диплоидным и

обозначают как 2 n. В половых клетках одинарный или гаплоидный набор хромосом (n), от каждой пары по одной.

3. Правило индивидуальности хромосом.

Заключается в том, что хромосомы одних пар отличаются от хромосом других пар

как по строению, так и по набору генетической информации.

4. Правило непрерывности хромосом. Заключается в том, что перед делением клетки

хромосомы удваиваются, образуя точные свои копии (хроматиды).

В кариотипах животных различают аутосомы и половые хромосомы. В каждом

кариотипе две половые хромосомы. У женских особей млекопитающих они образуют

гомологичную пару и их условно обозначают ХХ. У мужских особей млекопитающих

половые хромосомы негомологичные. Их обозначают XY. У птиц наоборот – у мужских

особей ZZ, женских - ZW.

Диплоидное число хромосом у сельскохозяйственных животных: лошадь — 64, осел — 62, крупный рогатый скот, зебу, зубр, як — 60, свинья — 38, овца — 54, коза — 60, кролик — 44, норка — 30, лисица — 38, песец — 48, верблюд — 74, соболь — 38, куры — 78, индюк — 82, утка — 80, северный олень — 70, гуси — 82. Наименьшее число хромосом у самки подвида муровьев Myrmecia pilosula имеют пару хромосом на клетку. Самцы имеют только 1 хромосому в каждой клетке.

Нет верхнего предела ограничивающего количество хромосом: бабочка Lysandra nivescen  n=140-141 хромосома.

Идиограмма – схема, на которой хромосомы располагаются в ряд по мере убывания их длины, на идиограмме принято изображать по одной из каждой пары гомологичных хромосом.

Правило построения кариограммы

При построении кариограммы хромосомы разбивают на пары (гомологичные хромосомы) и ставят в определенные ряды в соответствии со следующими правилами:

–    1-й ряд: метацентрические и субметацентрические (самые большие) хромосомы;

–    2-й ряд: субметацентрические хромосомы;

–    3-й ряд: акроцентрические хромосомы;

–    4-й ряд: хромосомы точечные и неясной морфологии.

Пару половых хромосом ставят либо в начале, либо в конце кариограммы. Хромосомы ставят короткими плечами вверх. Каждую пару гомологичных хромосом нумеруют.

 

Кариограмма мужчины