Хромосоми будова і структурні особливості

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ
Балашовский ФІЛІЯ
Саратовський Державний університет
ІМ. Н.Г. ЧЕРНИШЕВСЬКОГО
КАФЕДРА БІОЛОГІЇ І ЕКОЛОГІЇ
КОНТРОЛЬНА РОБОТА ПО ГЕНЕТИЦІ
Виконала: студентка IV курсу заочного відділення ФЕБ
Демидова Світлана Григорівна
Перевірила: Суліга Є.М.
БАЛАШОВ 2007

Зміст
1. Хромосоми, їх будова, видова специфічність, каріотип
2. Мейоз як цитологічна основа утворення і розвитку статевих клітин
3. Зчеплене зі статтю успадкування
4. Транскрипція ДНК

1. Хромосоми, їх будова, видова специфічність, каріотип

Хромосоми - найбільш важливі компоненти ядра. Вони відіграють провідну роль у явищах спадковості. Хромосоми добре видно під мікроскопом у момент поділу клітини. Хромосоми ядра неделящейся клітки не видно, оскільки вони деконденсації хромосом, тим активніше протікають метаболічні процеси в самому ядрі. Морфологічні хромосоми рослин найчастіше мають ниткоподібний або паличковидну форму. Більшість хромосом розділене первинної перетяжкою на два плеча. Під мікроскопом первинна перетяжка представлена ​​світлою (незабарвленої) зоною, що отримало назву центромери, які відіграють основну роль у переміщенні хромосом суворо визначенні ядра. Центромера займає на кожній з хромосом чітко визначеного місце. За положенням центромери хромосоми ділять на метацентріческая (приблизно равноплечій), субметацентріческіе (неравноплечіе) і акроцентричні (голівчаті), у яких центромера зрушена до одного з кінців. У деяких хромосом є і вторинні перетяжки. Вона, як правило, розташовується у дистального кінця хромосоми і відокремлює невелику її ділянку, що носить назву супутника. Вторинна перетяжка не бере участь в русі хромосом при поділ ядра. Вона отримала назву ядерцеву організатора, оскільки в місці її локалізація відбувається утворення ядерця. Кінцеві ділянки хромосоми називають теломерними. Вони перешкоджають її з'єднанню з іншими хромосомами.


1 2 3 4 5
Форми хромосом на стадії метафази (схема):
1,5 - равноплечій; 2,3 - неравноплечіе; 4 - голівчаті
Кожному з населяють нашу планету видів рослин і тварин властиво суворе число хромосом, що позначається 2 n (диплоїдний набір). У статевих клітинах кількість хромосом у два рази менше і одно n (гаплоїдний набір). У соматичних клітинах організму кожна хромосома має пара, ідентичну як морфологічно, так і генетично (гомологічні хромосоми). Виняток з цього правила становлять статеві хромосоми у гетерогаметних особин. Специфічний для певного виду за кількістю і структурі набір хромосом отримав назву каріотипу.
Графічне зображення каріотипу, показують його структурні особливості, називається ідіограммой. В останні роки набув поширення метод диференціального фарбування хромосом. При цьому на кожного з хромосом профарбовуються специфічні, характерні для неї смуги (бенди), що значно полегшує ідентифікацію окремих хромосом каріотипу. Хромосоми, що визначають стать особини, називають статевими хромосомами, а всі інші - аутосомами. Внутрішньо будова хромосом надзвичайно складно. За хімічним складом вони на 40% складаються з ДНК і на 60% з білків, в середньому близько 60% з яких припадає гістони. Будова метафазної хромосоми при дослідженні за допомогою світлового мікроскопа представляє наступним чином. Кожна хромосома складається з двох хроматид, спірально закрученими і розташовуються паралельно осі хромосоми. Для прокрашівается в інтерфазних отруті ділянок хромосом використовують термін "хромонема" - барвна нитку. Потовщення на хромонемах отримали назву хромомер. Особливість вищеописаного будови хромосом залежить від рівня змінюється при переході від інтерфазного стану хромосом до метафазної
Перший, який отримав назву нуклеосомного, визначає скручування ДНК по поверхні гістоновими серцевини. Другий - об'єднання декількох нуклеосом (до 10) в намистину - називається нуклеомерний. Третій рівень - об'єднання скріпками з негістонових білків фібрил дезоксирибонуклеопротеїни в петлевий домен, званий хромомером. Четвертий - освіта хромонем. Далі, мабуть, хромонема укладається у вигляді спіралі в хроматид, хоча й дуже ймовірно, що це ще один рівень - "петельна структур".

2. Мейоз як цитологічна основа утворення і розвитку статевих клітин

Мейоз, або редукційний поділ, - особливий тип поділу клітин, характерний тільки для спорогенная тканин. При цьому число хромосом у дочірніх клітинах зменшується вдвічі, тобто відбувається редукція кількості хромосом. Мейоз передує інтерфаза, яка подібна до такої при мітозі. У S-період інтерфази відбувається редуплікація хромосом, тому хромосоми, вступають у процес мейотичного поділу, складаються з двох хроматид. Мейоз складається двох ядерних поділів, яке випливає одне за іншим. При першому поділі (мейоз II) відбувається редукція числа хромосом, тобто число хромосом у клітині зменшується в два рази. Друге розподіл (мейоз II) протікає по типу мітозу. Як і мітоз, перше і друге розподіл мейоз підрозділяють на наступні фази: профаза, метафаза, анафаза і телофаза. Відповідно ці фази позначають: метафаза I, метафаза II, анафаза I і т.д.
Мейоз I починається з профази I. Це найбільш тривала фаза мейозу, яка, у свою чергу, поділяються на стадії лептотена, зигота, Пахіта, діплотена і діакінез.
На стадії лептотени в ядрі з'являються слабоспіралізованние хромосоми. Поступово вони набувають ниткоподібні форми.
Зигота починається з поступово попарного з'єднання (кон'югації, сінапсіса) по довжині паралельно покладених гомологічних хромосом. З'єднання попарно хромосоми утворюють біваленти. У зв'язку з тим, що перед початком мейозу сталася редуплікація хромосом, кожен бівалентів складається з чотирьох хроматид. Функцію сінапсіса виконує сінаптонемний комплекс (СК) - білкове освіту, що входять до складу бівалентів і мають вигляд тришарової стрічки, що розташовується між кон'югуються хромосомами. СК формуються поступово за принципом застібки - блискавки протягом всієї стадії зиготи. Освіта бівалентів створює передумови для можливості обміну гомологічними ділянками між гомологічними хромосомами (кросинговеру), що представляє важливий генетичне подія. У той же час продовжується процес конденсації хромосом.
Пахіта - це стадія, на якій СК сформований по всій довжині хромосом (стадія стабільного сінапсіса). Вона характеризується тривалим потовщенням хромосом в результаті безперервної конденсації хроматину. На цій стадії відбувається обмін гомологічним ділянками хроматид (кросинговер) і, як наслідок, рекомбінація зчеплених генів.
На наступній за пахітеной стадії, що отримала назву діплотени, триває конденсація хромосом, але при цьому починається процес розбіжність гомологічних хромосом, які утримуються в точках обміну ділянками, що виникли при кросинговері. Вони отримали назву хіазм.
Діакінез - остання стадія профази I. Вона характеризується максимальної конденсації хромосом. Зникає ядерце, а біваленти розташовуються по периферії ядра. При цьому гомологічні хромосоми утримуються в складі бівалентів завдяки Хіазм.
Далі слід метафаза I. Її початок відповідає розпад оболонки ядра і формування веретена поділу. Біваленти розташовуються в екваторіальній площині.
Анафаза I - стадія, на якій гомологічні хромосоми розходиться до полюсів. У результаті число хромосом у знову утворюється клітці (n) буде в два рази менше, ніж у батьківській (2n). У цьому відмінність анафаза I мейозу від анафази мітозу.
Остаточне розбіжність хромосом до полюсів свідчить про те, що почалася телофаза I.
За нею у ряду видів слід дуже короткий інтеркінез, під час якого синтез ДНК і реплікація хромосом не відбуваються, і починається другий розподіл мейозу (мейоз II). У цьому випадку хромосоми не деконденсіруются. Однак у деяких видів рослин інтерфаза між першим і другим поділом мейозу триває досить довго. У цьому випадку хромосоми деконденсіруются, утворюючи два види ядра, розділені клітинної перегородкою. Друге розподіл мейозу протікає досить швидко за типом звичайного мітозу, але вже в клітинах з гаплоїдним числом хромосом. У тих випадках, коли інтерфаза коротка, профаза II випадає і друге розподіл починається з метафази II, під час якої відбувається утворення веретена поділу і хромосоми розташовуються в екваторіальній площині. У анафазі II центромери діляться і починається розбіжність хроматид до полюсів, яке закінчується на стадії телофази II. На цій стадії відбувається повна деконденсації хроматину, утворюються ядра і клітинні перегородки. У кінцевому підсумку в результаті мейозу утворюється 4 клітини, кожна з яких містить в ядрі гаплоидное (n) число хромосом.

3. Зчеплене зі статтю успадкування

У дослідах Менделя та інших дослідників з вивчення закономірностей успадкування було встановлено, що хід наслідування багатьох ознак не залежить від того, материнським або батьківським організмом вносить той чи інший аллель, тобто реципрокні схрещування дають однаковий результат.
Однак при аналізі успадкування ряду ознак у раздельнополих організмів виявилося, що деякі з них передаються своєрідно і явно залежить від статі.
У цих випадках реципрокні схрещування давали різні результати. Було висловлено пропозицію про те, що визначають такі ознаки гени знаходиться в статевих хромосомах, в той час як гени, що визначають ознаки, успадковується відповідно до класичними схемами, локалізовані в хромосоми, однакових в обох статей, тобто в аутосомах.
Цей висновок і його доказ були отримані ще в 1909г.Т. Морганом зі співробітниками. Вивчаючи успадкування ознак, він встановив у дрозофіли наявність зв'язку певних генів з статевими хромосомами і таким чином заклав фундамент хромосомної теорії спадковості. Крім генів, що визначають стать, статеві хромосоми містять гени, що впливають на різні ознаки, що не мають відношення до диференціації статі. При передачі таких генів і спостерігається явище так званого спадкування, зчепленого з підлогою.
У своїх перших дослідах Морган використовував мутацію білих очей. Дикі дрозофіли мають червоні очі. Червоний колір очей W домінує над білими w (white).
При схрещуванні гомозиготною червоноокий самки з білоокий самцем у F 1 очі у всіх мух червоні, а в F 2 відбувалося розщеплення в рівному співвідношенні на червонооких і білооких мух тільки серед самців, а всі самки F 2 були червоноокі. Співвідношення за статтю було 1: 1:
P ♀ червоними х ♂ білоокий
F 1 ♀ червоноокі, ♂ червоноокі
F2 ♀ червоноокі, Ѕ ♂ червоноокі і Ѕ ♂ білоокі
У реципрокні схрещування результати відрізнялися тим, що вже в F 1 придається розщеплення за кольором очей, причому всі самки були червоноокими, тобто схоже на батьків, а всі самці - білоокої, тобто схоже на матерів. Таке спадкування називають Крісс - крос, або хрест - навхрест. У F 2 і серед самок, і серед самців половина особин мала червоні очі, половина - білі:
P ♀ білоока х ♂ червоноокий
F 1 ♀ червоноокі, ♂ білоокі
F 2 Ѕ ♀ червоноокі і Ѕ ♀ білоокі
Ѕ ♂ червоноокий і Ѕ ♂ білоокі
Таке розщеплення стає зрозумілим, якщо припустити, що гени, що визначають забарвлення очей, знаходиться в X-хромосомі, а в Y-хромосомі їх немає.
У першому випадку схрещування гомозиготною червоноокий самки WW з білоокий самцем wY призводить до утворення червонооких гетерозиготних за генами забарвлення самок (Ww) і червонооких самців (WY). У F 1 самки утворюють два типи гамет: з Х-хромосомою з геном W і з Y-хромосомою, що не несе гена забарвлення. Відповідно до цього в F 2 всі самки будуть червоноокими: Ѕ гомозиготи WW і Ѕ гетерозиготи Ww, а самці Ѕ червоноокі WY і Ѕ білоокі wY:
P ♀ WW х ♂ wY
Червоними білоокий
F 1 ♀ Ww ♂ WY
Червоноокі червоноокі
F 2 ♀ WW ♀ Ww ♂ WY ♂ wY
Червоноокі червоноокі червоноокі білоокі
У реципрокной схрещуванні результати виходять інші, так як гомозиготна білоока самка ww утворює один тип гамет - з Х-хромосомою з геном w, червоноокий самець (WY) - два типи гамет: з Х-хромосомою, що несе ген W, і Y-хромосомою, не несе забарвлення. У F 1 всі самки Ww будуть червоноокі, а самці wY - білоокі. У F 2 з'явиться червоноокі гетерозиготні за геном забарвлення самки Ww і гомозиготні білоокі ww; Ѕ самців отримують Х-хромосоми, що несуть ген червоних очей, і Ѕ - ген білих очей wY:
P ♀ ww х ♂ WY
Білоока Червоноокий
F 1 ♀ Ww ♂ wY
Червоноокі білоокі
F 2 ♀ Ww ♀ ww ♂ WY ♂ wY
Червоноокі білоокі червоноокі білоокі
З результатів схрещування випливає, що самки можуть бути гетерозиготними (Ww) або гомозиготними (WW, ww) за генами забарвлення очей. У самців ген забарвлення локалізована тільки в Х-хромосомі. Y-хромосому називають у цьому випадку генетично інертною, тобто проявляється одна доза гена. Такий стан називають гемізиготність, тобто WY - червоноокий самець, wY - білоокий.
Аналогічним чином успадковується всі ознаки, що визначаються генами, локалізованими в Х-хромосомах, і в інших організмів, у яких гетерогаметен чоловічу стать. Так, у людини близько 60 генів успадковуються зчеплене з Х-хромосомою, у тому числі гени, що зумовлюють такі захворювання, як гемофілія, дальтонізм, м'язова дистрофія та ін
Проте встановлено, що Y-хромосоми не у всіх випадках генетично інертні і їх функції не зводять лише до ролі синаптичних партнерів при кон'югації з Х-хромосоми під час мейозу. Відомо невелике число прикладів, коли в Y-хромосомі локалізовані гени, що не мають алелей в Х-хромосомі. Наприклад, у живонароджених рибки лебістуса (гуппі) один з ознак - темна пляма спиною плавці - обумовлено геном, локалізованими в Y-хромосомі, і тому передається тільки від батька до сина.
Такі ознаки називаються голандріческімі, тобто успадкованими виключно по чоловічій лінії. У людини, таким чином, успадковується локалізований в Y-хромосомі ген SPY, відповідальний за розвиток чоловічої потенції, а також гени, контролюючий розмір зубів, розвиток шкіри перетинки між пальцями ніг, волосатість мочок вух (іхтіоз) і ін
Крім генів, алелі яких локалізовані тільки або в Х-, або в Y-хромосомі, є гени, загальні для обох статевих хромосом. Такі гени в одного і того ж виду успадковується як зчеплені то з Х-, то з Y-хромосомою і проявляються в залежності від того, в якій з них знаходиться домінантний алель, а який - рецесивний.
У різних організмів кількість таких спільних для Х - і Y-хромосом генів неоднаково, а отже, різняться і розміри гомологічних учасників статевих хромосом.
Специфічна частина Y-хромосоми, яка не має гомології з Х-хромосомою, у всіх вивчених організмів генетично інертна, тобто містить дуже мало генів.

4. Транскрипція ДНК

Це-перенесення генетичної інформації, закодованої в послідовності пар нуклеотидів, з двуцепочечной молекули ДНК на одноланцюжкову молекулу РНК. При цій матрицею для синтезу РНК служить тільки один ланцюг ДНК, звана смисловий.
У транскрипції, як і в інших матричних процесах, розрізняють три стадії: ініціацію, елонгацію і терминацию. Фермент, який здійснює цей процес, називають ДНК-залежною РНК-полімеразою або просто РНК-полімеразою, при цьому полімеризація полирибонуклеотидов (РНК) відбувається в напрямі від 5 - до 3 - кінця зростання ланцюга.
Синтез ферментів та інших білків, необхідних для життєдіяльності і розвитку організмів, відбувається в основному на першій стадії інтерфази, до початку реплікації ДНК.
У результаті транскрипції спадкова інформація, записана в ДНК гена, точно транскрибується (переписується) в нуклеотидну послідовність мРНК. Синтез мРНК починається з ділянки ініціації транскрипції, званого промотором. Промотор розташований перед геном і включає в себе близько 80 пар нуклеотидів (у вірусів і бактерій цю ділянку відповідає приблизно одному витка спіралі ДНК і включає близько 10 пар нуклеотидів). У нуклеотидних послідовностях промоторів часто зустрічаються пари АТ, тому їх називають також ТАТА-послідовностями.
Транскрипція здійснюється за допомогою ферментів РНК-полімераз. У еукаріотів відомі три типи РНК-полімераз: I-відповідальний за синтез рРНК, II-за синтез мРНК; III-за синтез тРНК і низькомолекулярної рРНК-5S РНК.
РНК-полімераза міцно зв'язується з промотором і роз'єднує нуклеотиди комплементарних ланцюгів. Потім цей фермент починає рухатися вздовж гена (молекули ДНК) і в міру завершення ланцюгів веде на одну з них (смислової) синтез мРНК, приєднуючи згідно принципу комплементарності аденін до тимін, урацил до аденін, гуанін до цитозин до гуаніну. Ті ділянки ДНК, на яких полімераза утворила мРНК, знову з'єднуються, а синтезируемая молекула мРНК поступово відокремлюється від ДНК. Закінчення синтезу мРНК визначається ділянкою зупинки транскрипції - термінатором. Нуклеотидні послідовності промотору та термінатора впізнаються спеціальними білками, які регулюють активність РНК-полімерази.
Перед виходом з ядра до початкової частини мРНК (5-кінця) приєднується залишок метилованого гуаніну, званий "ковпачком", а до кінця мРНК (3-кінця) - близько 200 залишків адениловой кислоти. У такому вигляді зріла мРНК проходить через ядерну мембрану в цитоплазму до рибосоми і з'єднується з нею. Вважають, що у еукаріотів "ковпачок" мРНК бере участь у зв'язуванні її з малою субодиницею рибосоми.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
34.7кб. | скачати


Схожі роботи:
Первинна клітинна оболонка і її структурні особливості
Структурні та прагматичні особливості директивних висловлювань
Структурні та функціональні особливості розмовного стилю англійської мови
Функціонально-структурні особливості синтаксичних одиниць у мові української преси
Хромосоми
Хромосоми матеріальні носії генетичної інформації Спадщини
Хромосоми - матеріальні носії генетичної інформації Спадковість і мінливість
Будова функції видові особливості печінки Жовчний міхур
Будова і властивість матеріалів Кристалічна будова Вплив типу зв`язку на структуру і властивості
© Усі права захищені
написати до нас