11. Поняття про каріотип

Кожна еукаріотична клітина має певний набір хромосом - каріотип. Особливості каріотипу особин того чи іншого виду залежать від кількості, розмірів та форми хромосом. Стабільність каріотипу забезпечує існування виду. Якщо внаслідок мутацій каріотип організму змінюється, то такі мутантні форми вже не здатні схрещуватись із особинами з нормальним ка­ріотипом.

Хромосоми - ядерні органели, в яких розміщені гени. Вони стають помітними у світловий мікроскоп у вигляді щільних структур лише під час клітинного поділу. Основу хромосоми складає дволанцюгова молекула ДНК, яка зв'язана з ядерними білками й утворює нуклеопротеїди (лише у деяких еукаріот, наприклад, панцирних джгутикових, немає ядерних білків). Крім того, до складу хромосом входять РНК і ферменти, потрібні для їхнього подвоєння або синтезу іРНК.

Молекули ДНК у хромосомах розташовані певним чином. Ядерні білки

утворюють частинки - нуклеосоми, які ніби нанизані на нитку ДНК. Вісім-десять нуклеосом сполучаються в глобули, між якими містяться відрізки молекули ДНК. Завдяки такій організації досягається компактне розміщення молекул ДНК у хромосомах, бо ці молекули у розгорнутому стані значно довші від хромосом (довжина хромосом під час клітинного поділу становить у середньому 0,5-1 мкм, іноді - до 50 мкм, тоді як молекула ДНК може досягати кількох сантиметрів).

Кожна хромосома складається з двох поздовжніх частин - хроматид. Коли клітина ділиться, хроматиди розходяться до дочірніх клітин, завдяки чому останні одержують однакову спадкову інформацію від материнської клітини. Обидві хроматиди сполучаються між собою в зоні первинної перетяжки, яка поділяє хромосому на ділянки — плечі. Якщо перетяжка розташована посередині, і плечі мають однакові або майже однакові розміри, то хромосоми називають рівноплечовими, якщо ж розміри плечей істотно відмінні - нерівноплечовими. У ділянці первинної перетяжки розміщена центромера - пластинчастий утвір у вигляді диска. До неї приєднуються нитки веретена поділу. Деякі хромосоми мають ще й вторинні перетяжки (зони ядерцевого організатора), де знаходяться гени, що відповідають за утворення ядерець.

Число хромосом у різних видів може значно варіювати. Так, хро­мосомний набір дрозофіли становить усього 8 хромосом, тоді як у найпростіших - радіолярій - до 1600 (як ви пам'ятаєте, у людини він включає 46 хромосом).

Хромосомний набір ядра буває гаплоїдним, диплоїдним або поліплоїдним. У гаплоїдному наборі (умовно позначається 1n, або просто n) всі хромосоми відрізняються між собою. В диплоїдному наборі (2 n) кожна хромосома має собі пару, подібну за розмірами та формою. Хромосоми, що належать до однієї пари, називають гомологічними, а до різних -негомологічними. Виняток становлять лише статеві хромосоми, які можуть відрізнятися за будовою у різних статей. Тому їх називають гетерохромосомами, на відміну від нестатевих - аутосом. Якщо число гомологічних хромосом перевищує два, то такий хромосомний набір називають поліплоїдним (триплоїдним - 3 n, тетраплоїдним - 4 n тощо).

Дослідження каріотипу має важливе значення в систематиці для розпізнавання морфологічно близьких видів (видів - двійників). Цей напрям систематики дістав назву каріосистематики. Наприклад, два близьких види хом'ячків - китайський і даурський - різняться за кількістю хромосом (відповідно 22 і 20 у диплоїдному наборі).

У період між клітинними поділами, як зазначалося вище, хромосоми розкручуються (деспіралізуються) і стають непомітними у світловий мікроскоп. У цей час вони існують як нитки щільної речовини - хроматину (цезоксирибонуклеопротеїдні комплекси).