3. Структура, типи і властивості метафазних хромосом

Хромосоми - структури ядра клітини, в яких знаходяться гени (ДНК). Хромосоми здатні до самовідтворення.

Перед кожним клі­тинним поділом вони подвоюються, а потім точно порівну розподі­ляються між дочірніми клітинами. Назву їм дав німецький гістолог В.Вальдейєр (1888) за здатність інтенсивно забарвлюватися основ­ними барвниками (грец. chroma- колір, soma-тіло). Головні хімічні компоненти хромосом -ДНК, основні і кислі білки, частки яких складають відповідно 40, 40 і близько 20 %. У невеликій кількості містяться РНК, ліпіди, полі­сахариди, іони металів.

Хромосоми разом з позахромосомними стру­ктурами забезпечують збереження, відтворення, реалізацію і пере­дачу генетичної інформації в ряді поколінь.

Хромосоми здатні до спіралізації і деспіралізації. При цьому лінійні розміри (довжина, товщина) хро­мосом змінюються. Спіралізований стан властивий хромосомам під час мітозу (мітотичні хромосоми), деспіралізлвані - поділами (інтерфазні хромосоми).

Мітотичні хромосоми видно в світловий мі­кроскоп у вигляді ниток, паличок, які сильно забарвлюються основ­ними барвниками. Функція мітотичних хромосом - транспортна: то­чний розподіл і перенесення генетичного матеріалу в дочірні ядра.

Інтерфазні хромосоми максимально деспіралізовані, індивідуально не розрізняються і займають весь об'єм ядра, утворюючи хроматин. Функція інтерфазних хромосом -синтетична: синтез ДНК (редупліка­ція) і синтез РНК (транскрипція).

Будову хромосом вивчають у метафазі, коли вони найбільш конденсовані і їх добре видно в світловий мікроскоп. Метафазна хромосома скла­дається з двох сестринських хроматид, які розташовані поруч і з'єднані між собою в ділянці первинної перетяжки (центромери).

Центроме­ра - звужена, незабарвлена і найменш спіралізована ділянка хромосо­ми. Вона містить кінетохор (грец. kinesis - рух, phoros - несучий), до якого прикріплюються мікротрубочки веретена поділу. Центромера по­діляє хромосому на два плеча. Кінці плеч називаються теломерами. Це ділянки із щільно упакованою ДНК, які перешкоджають з'єднанню хро­мосом між собою або з їхніми фрагментами. Позбавлений теломери кі­нець хромосоми стає "липким" і легко приєднує фрагменти хромосом.

За положенням центромери розрізняють метацентричні, субметацентричні та акроцентричні хромосоми.

Метацентричні - рівноплечі хромосоми, в яких центромера знаходиться посередині хромосоми і плечі рівної або майже рівної довжини.

Субметацентричні - нерівноплечі хромосоми, в яких центромера зміщена від середи­ни і одне плече довге, а друге коротке.

Акроцентричні- паличкоподі­бні хромосоми, в яких центромера розміщена близько до одного з кін­ців і одне плече довге, а друге дуже коротке і часто малопомітне. Можуть виникати і телоцентричні хромосоми в результаті втрати од­ного плеча, у них лишається тільки одне плече з центромерою на кін­ці. У нормі такі хромосоми не зустрічаються. Деякі хромосоми мають вторинні перетяжки, які знаходяться в прицентромерних районах до­вгих плечей (хромосоми 1,9,16) і на кінцевих ділянках коротких плеч (хромосоми 13-15 і 21, 22). Вторинні перетяжки хромосом 13-15 і 21, 22 відокремлюють тонкою ниткою від основної частини невеликі кін­цеві ділянки, які називаються супутниками, а самі хромосоми - супу-тниковими. У зоні вторинних перетяжок деяких хромосом розташова­ні ядерцеві організатори - місце утворення ядерець.

Основні типи поділу еукаріотичних клітин

Одним з основних положень клітинної теорії є положення проте, що клітини не виникають заново, а утворюються від уже існуючих клітин при розмноженні. Це положення сформулював німецький па­толог Р.Вірхов( 1858): «omnis cellula ecellulae-кожна клітина з кліти­ни". Розмноження клітин (проліферація) здійснюється шляхом поді­лу. Поділ відбувається в два етапи. Спочатку ділиться ядро (каріокі­нез), потім - цитоплазма (цитокінез). Основні типи поділу еукаріотичних клітин - мітоз і мейоз. Мітозом поділяються всі сома­тичні клітини. Мейоз відбувається при гаметогенезі. Крім мітозу і мейозу, виділяють ще амітоз - прямий поділ соматичних клітин, коли ядро ділиться перетяжкою без утворення мітотичного апарату. Вважа­ють, що цей тип поділу зустрічається в клітинах злоякісних пухлин.

4. Клітинний цикл та його періоди - інтерфаза, мітоз

Клітинний цикл - період існування клітини від поділу до поділу або від поділу до смерті. У ньому виділяють чотири періоди - три періоди інтерфази (пресинтетичний G_p синтетичний S, постсинтети-чний G,) і четвертий період - мітоз М. Інтерфаза (лат. inter - між) -проміжок між двома мітозами. Це період підготовки клітини до насту­пного поділу, коли в ній відбуваються інтенсивні синтетичні процеси, з них основним є синтез ДНК.

Інтерфаза починається з пресинтетичного періоду G_r Клітина посилено росте, синтезує білки, нагромаджує енергію, збільшує кі­лькість органел. Синтез ДНК ще не відбувається, але клітина готу­ється до нього.

У клітині диплоїдний набір хромосом (2п) і відпові­дна кількість ДНК (2с). Хромосоми - однохроматидні і кожна з них містить одну молекулу ДНК. У синтетичному періоді S відбуваєть­ся синтез ДНК - реплікація ДНК) і подвоєння хромосом.

Кількість ДНК збільшується вдвічі (2с-4с). Число хромосом 2п не збільшу­ється, але кожна з них стає подвоєною, і відтепер складається з двох ідентичних сестринських хроматид і відповідно з двох ідентичних молекули ДНК. Кількість гістонових білків, з якими зв'язується син­тезована ДНК, теж достовірно подвоюється. У постсинтетичному періоді G₂ синтез ДНК вже не відбувається, але клітина синтезує РНК, білки, у тому числі білки веретена поділу-тубуліни. Об'єм клітини збільшується вдвічі. Клітина, готова до поділу, вступає в мітоз. Гене­тична формула клітини - 2п4с.