ЗМІСТ

ВСТУП	3
1. ІСТОРІЯ ВИВЧЕННЯ ХРОМОСОМНОГО АПАРАТУ КЛІТИНИ	4
2. ПОНЯТТЯ ПРО ХРОМОСОМНИЙ АПАРАТ КЛІТИНИ	7
2.1. Будова ядра	9
2.2. Структура та морфологія хромосом	9
2.3. Хімічний склад хромосом	11
2.4. Еухроматин і гетерохроматин	12
2.5. Політенні хромососми	14
2.6. Каріотип	14
3. МОЛЕКУЛЯРНІ ОСНОВИ СПАДКОВОСТІ	15
3.1.Особливості будови ДНК	15
3.2. Структура ДНК	17
3.3. Властивості ДНК	18
3.4. РНК	19
4. МІТОЗ – МЕХАНІЗМ ПЕРЕДАЧІ СПАДКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ МІЖ КЛІТИННИМИ ПОКОЛІННЯМИ	20
4.1. Стадії мітотичного циклу	21
5. МЕЙОЗ – РЕДУКЦІЙНИЙ ПОДІЛ КЛІТИНИ	26
5.1. Стадії мейозу	27
5.2. Мікроспорогенез	30
5.3. Макроспорогенез	31
5.4. Кросинговер –основна причина різноманітності організмів одного виду	31
6. ЦИТОПЛАЗМАТИЧНА ДНК	32
ВИСНОВОК	36
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ	37

ВСТУП

Рушійними факторами еволюції є нерозривно пов’язані між собою спадковість, мінливість і добір, що вперше було доведено Ч. Дарвіном (1859).

Наука про спадковість і мінливість живих організмів в онтогенетичному філогенетичному їх розвитку та методи управління цими процесами названа генетикою (від грецького genesis –походження). За відносно короткий період свого розвитку вона вийшла на передній край природознавства. Різноманітність життєвих форм і процесів може осмислена як єдине ціле лише в рамках генетики.

Для сучасної генетики характерним є, з одного боку, вплив на неї принципів і методів досліджень точних наук (математики, кібернетики, фізики, хімії), а також всезростаючий зв'язок її з іншими біологічними науками, з другого боку, сама генетика надзвичайно швидко диференціюється і окремі її розділи перетворюються в окремі науки. Так, за короткий період поряд із загальною генетикою, генетикою рослин і тварин виникли: цитогенетика, генетика мікроорганізмів, генетика вірусів, генетика хлоропластів, генетика мітохондрій, математична генетика, біохімічна генетика, космічна генетика, еволюційна генетика тощо.

Важливою рисою становлення сучасної генетики є те, що значний прогрес у вивченні спадковості і мінливості не заперечив, анітрохи не зменшив значення відкриттів, зроблених від її зародження до сьогодення. Навпаки, попередні відкриття ставали фундаментом для подальшого бурхливого розвитку, якого не переживала жодна наука за такий історично короткий період.

1. Історія вивчення генетичного апарату клітини

Численні прояви життя на Землі взаємопов’язані і мають спільні принципи організації, структури і функціонування.

Єдиною елементарною живою системою, якій властиві саморегуляція і самовідтворення, є клітина.Вона містить генетичну інформацію для наступного покоління.Клітина є матеріальною основою спадковості [3].

Вивчення клітини, а в подальшому і її генетичного апарату, пов’язане з відкриттям мікроскопа в 1665р. фізиком Робертом Гуком, який, розглядаючи тонкі зрізи пробки, відкрив дрібні порожнини і назвав їх клітинами. Але Р.Гук із своїх спостережень не зробив ніяких висновків [1].

В 1671 р. анатоми рослин Мальпігі і Грю одночасно і незалежно один від одного підтвердили відкриття Гука, показавши, що рослини складаються з тісно розташованих «пузирків» або «мішечків». Свою працю Мальпігі назвав «Огляд анатомії рослин», а Грю-«початком анатомії рослин» [1].

1680р. Антуаном Ван Левенгуком були відкриті різноманітні одноклітинні організми і тваринні клітини ( еритроцити, сперматозоїди). Але перші вчені-цитологи надавали велике значення будові клітинної стінки, не звертаючи уваги на протопласт.І лише в 1831р. Робертом Броуном було відкрито ядро, який зазначив, що ядро є обов’язковим компонентом рослинної клітини і назвав його nucleus.Вивчення ядра він проводив на клітинах епідермісу.В 1837-1839рр. ядро описав Франц Мейен. Також в ці роки, німецькі вчені ботанік М.Шлейдон і зоолог Т.Шванн, вивчаючи будову тканин рослин і тварин, незалежно один від одного прийшли до висновку, що всі живі організми складаються з клітин.В 1855р. Р.Вирхов сформулював теорію, згідно з якою будь-яка клітина походить лише від клітини.Зоологи Шнейдр в 1873р. і Бючлі в 1874р. спостерігали картину поділу ядра в тваринних клітинах у червів, але не змогли узагальнити і оцінити побаченого явища.Це відкриття було зроблене російським вченим І.Д.Чистяковим 1874р.В 1875р.Е.Страсбургером також був детально описаний поділ ядра заплідненої яйцеклітини ялини [3].

В 1881р. італійським цитологом Є.Бальбіані були відкриті гігантські хромосоми.

У 1882р. німецький цитолог Ф.Флемінг побачив і описав зміни, які відбуваються в ядрі при кожному клітинному поділі.Після чого клітинне ядро стали вивчати особливо ретельно.

У 1886р. Е.Геккель висловив гіпотезу, що ядро клітини є носієм спадковості.

1888р. німецький вчений В.Вальдейтер вперше спостерігав хромосоми.

1901-1903рр. Гуго Де-Фріз голандський вчений висунув теорію мутації.

1909р. датський біолог В.Йоганин ввів у науковий обіг терміни «алель», «ген», «генотип», «фенотип».

1910р. Т.Г.Морган обґрунтував хромосомну теорію спадковості. Дослідження він проводив на плодовій мушці дрозофілі. Школа Моргана експериментально не тільки обґрунтувала хромосомну теорію, а й лінійне розташування генів у хромосомах та явище зчепленого успадкування. Також його учні А.Стертевант, К.Бріджисон, Г.Міллерс до середини 20-х років ХХст. сформулювали і перший варіант теорії гена-елементарного носія спадкової інформації. Проблема гена стала центральною генетики. Вона розробляється до цього часу.

1926р. німецький генетик Курт Штерн генетичними і цитологічними методами здійснив транс локацію фрагмента Y-хромосом на Х-хромосому у дрозофіли.Вперше було доведено локалізацію конкретного гена в хромосомі.

1927р. американський вчений Г.Меллер на прикладі дрозофіли експериментально довів можливість виникнення штучних мутацій під дією рентгенівських променів, при цьому він показав, що за такого впливу в сотні разів збільшується поява мутацій порівняно з природнім мутаційним процесом, що мутації є результатом випадкових молекулярних змін. Загалом, і представники школи Моргана, і інші вчені дали поштовх розвитку нового напрямку в генетиці – вчення про мутагенез.

На початку 30-х років ХХ-ст. В.В.Сахаров і М.Є.Лобашев отримали перші дані про виникнення спадкових змін під впливом деяких хімічних речовин.

А на рубежі 40-х років Дж.Бідл і Е.Татум започаткували основи генетики мікроорганізмів і біохімічної генетики. Вивчаючи механізми генетичного регулювання клітинного метаболізму, вони висловлювали припущення, що гени контролюють біосинтез ферментів.

1944р. О.Евері, К.Мак-Леод і М.Мак-Карті довели генетичну роль нуклеїнових кислот в експериментах з трансформації у мікроорганізмів. Вони виявили, що трансформуюим фактором було ДНК. Це відкриття символізувало початок нового етапу в розвитку генетики-зародження молекулярної генетики.

1946р. американські вчені Д.Ледеберг і Е.Тейтум довели наявність статевого процесу у бактерій. Процес перенесення генетичної інформації від однієї бактерії до іншої при контакті клітин дістав назву кон’югації.

1952р. М.Ціндер і Д.Ледерберг відкрили явище трансдукції-пернесення бактеріофагом генетичного матеріалу ( ділянки ДНК) з однієї бактеріальної клітини в іншу, що спричиняє до змін спадкових властивостей клітин.

Епохальне відкриття зробили в 1953р. англійський біофізик і генетик Ф.Крик та американський біохімік Дж. Уотсон-спільно вони, розшифрували, створили модель структури ДНК ( подвійну спіраль), що дозволило пояснити багато її властивостей та біологічні функції. Було встановлено, що гени є відрізками молекул ДНК.

В 1961р. американські вчені М.Ніренберг і Д.Маттеї відкрили генетичний код, довівши, що триплет нуклеотидів УУУ кодує амінокислоту феніл-аланін .

1961-1962рр. французькі мікробіологи-генетики Ф.Жакоб і Ж.Моно розробили схему регулювання біосинтезу білка і на її основі запропонували схему механізму генетичного контролю синтезу ферментів.

1968р. Г.Корана ( США) синтезував активний штучний ген.

1970р. вчені Вісконского університету ( США) відкрили фермент обернена транскриптаза, який здатний каталізувати синтез ДНК на матриксі РНК.

1972р. американський біохімік Пол Берг зі своїми співробітниками ( Стенфордський університет)отримав перші рекомбінантні молекули ДНК двох різних вірусів, на яких досліджували структуру індивідуальних генів. Ці праці поклали початок народженню нової галузі-генної інженерії-системи експериментальних прийомів, які дають змогу створити штучні генетичні структури у вигляді рекомбінантних ( гібридних) молекул ДНК.

1983р. Нобелівську премію було присуджено американському цитогенетику Барбарі Мак-Клінток за відкриття мігруючих елементів ( мобільних генів) у генотипі кукурудзи [3].

Завдяки удосконаленню методів маніпуляції з генетичним матеріалом, розвивається принципово нові методи створення сортів рослин, порід тварин, генотерапії спадкових хвороб людини [8].