Chức năng của nhiễm sắc thể và họ cấu trúc. Những gì hiện các nhiễm sắc thể trong tế bào?

Bài viết này sẽ đề cập đến cấu trúc của sinh vật nhân chuẩn tế bào, nhiễm sắc thể, cấu trúc và chức năng được nghiên cứu sinh học công nghiệp, gọi là tế bào học.

Lịch sử phát hiện

Là một thành phần chính của nhân tế bào, nhiễm sắc thể đã được phát hiện vào thế kỷ 19 bởi nhiều nhà nghiên cứu. Một nhà sinh vật học Nga I. Chistyakov nghiên cứu chúng trong quá trình nguyên phân (phân chia tế bào), nhà giải phẫu học người Đức Heinrich Wilhelm Gottfried von Waldeyer-Hartz phát hiện chúng trong việc chuẩn bị chuẩn bị mô học và được gọi là nhiễm sắc thể, đó là nhuộm bê cho phản ứng nhanh chóng của các cấu trúc trong sự tương tác với magenta thuốc nhuộm hữu cơ.

Fleming tóm tắt những bằng chứng khoa học về những gì chức năng được thực hiện bởi các nhiễm sắc thể trong tế bào đã được trang trí hạt nhân.

cấu trúc bên ngoài của nhiễm sắc thể

Những hình vi nằm trong hạt nhân - các bào quan tế bào quan trọng nhất và đóng vai trò như một nơi lưu trữ và truyền tải thông tin di truyền của sinh vật. Nhiễm sắc thể chứa một thành phần đặc biệt - chromatin. Nó là sự kết hợp của các sợi mịn - sợi và hạt. Từ một quan điểm hóa học, hợp chất này của tuyến tính phân tử DNA (khoảng 40%) với protein histone cụ thể.

Phức trong đó bao gồm 8 peptide và các phân tử DNA sợi xoắn trên giọt protein, như cuộn dây gọi là nucleosome. Lô deoxyribonucleic axit tạo thành 1,75 vòng quanh phần trục và có dạng của một ellipsoid khoảng 10 nanomet trong chiều dài và chiều rộng 5-6 trong. Sự hiện diện của các cấu trúc (nhiễm sắc thể) trong lõi đóng vai trò như một tính năng phân loại tế bào nhân chuẩn. Đó là theo hình thức nucleosome nhiễm sắc thể có chức năng như việc bảo tồn và truyền các tính trạng di truyền.

Sự phụ thuộc của các cấu trúc của nhiễm sắc thể từ giai đoạn của chu kỳ tế bào

Nếu các tế bào là trong interphase, được đặc trưng bởi sự tăng trưởng của nó mãnh liệt và sự trao đổi chất, nhưng việc thiếu bộ phận, các nhiễm sắc thể trong nhân có dạng sợi mỏng despiralizovannyh - chromonemata. Thông thường chúng được hòa quyện vào nhau, và chia thị chúng vào cấu trúc riêng biệt không thể. Tại thời điểm bắt đầu của phân chia tế bào, mà là ở tế bào soma được gọi là phân bào, và có quan hệ tình dục - giảm phân, nhiễm sắc thể bắt đầu xoắn và dày lên, trở nên rõ hơn trong kính hiển vi.

Cấp độ tổ chức của nhiễm sắc thể

Đơn vị di truyền - nhiễm sắc thể, xem xét cụ thể việc di truyền học khoa học. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng chủ đề nucleosomal gồm protein DNA-histone tạo thành một hình xoắn ốc đơn hàng đầu tiên. Việc đóng gói dày đặc của cấu trúc nhiễm sắc thể xảy ra do sự hình thành của bậc cao - solenoid. Ông tổ chức và niêm phong trong một thậm chí phức tạp hơn cuộn cuộn dây. Tất cả các cấp tổ chức nhiễm sắc thể ở trên là để chuẩn bị cho các tế bào phân chia.

Đó là trong chu kỳ đơn vị cấu trúc phân bào di truyền, bao gồm các gen có chứa DNA được rút ngắn và dày so với chromonemata filiform kỳ interphase khoảng 19.000. Times. Đây nhỏ gọn dạng nhiễm sắc thể chức năng hạt nhân là để chuyển đặc điểm di truyền của sinh vật, đã sẵn sàng để chia tế bào soma hoặc mầm.

Các hình thái của nhiễm sắc thể

Chức năng của nhiễm sắc thể có thể được giải thích bằng cách nghiên cứu đặc điểm hình thái của họ được bắt nguồn từ tốt nhất trong chu trình phân bào. Nó chứng minh rằng ngay cả trong giai đoạn tổng hợp khối lượng interphase DNA trong tế bào được tăng gấp đôi, như mỗi người trong số các tế bào con được hình thành như là kết quả của sự phân chia, phải có cùng một lượng thông tin di truyền như phụ huynh gốc. Điều này đạt được bởi quá trình sao chép - ADN tự nhân đôi có nguồn gốc bởi DNA polymerase enzym.

Trong các chế tế bào học, chuẩn bị tại thời điểm metaphase nguyên phân ở tế bào thực vật hay động vật dưới kính hiển vi rõ ràng rằng mỗi nhiễm sắc thể bao gồm hai phần, được gọi là nhiễm sắc. Trong giai đoạn tiếp theo của quá trình nguyên phân - anaphase và đặc biệt là telophase - tách hoàn toàn của họ xảy ra, mà mỗi nhiễm sắc thể trở thành một nhiễm sắc thể riêng biệt. Nó chứa một niêm phong vĩnh viễn của phân tử DNA, cũng như chất béo, protein axit và RNA. Các chất khoáng nó có chứa các ion magiê và canxi.

Hỗ trợ cấu trúc các yếu tố nhiễm sắc thể

Để chức năng nhiễm sắc thể trong tế bào được thực hiện đầy đủ, các đơn vị này di truyền là một thiết bị đặc biệt - thắt tiểu học (tâm động), mà không bao giờ spiralizuetsya. Đó là nó chia nhiễm sắc thể thành hai phần, được gọi là vai. Tùy thuộc vào vị trí của tâm động, Genetics nhiễm sắc thể phân loại ở góc (metatsentrichnye) neravnoplechie bằng nhau (submetacentic) và akrotsentrichnye. Trong giáo dục đặc biệt constrictions chính là hình thành - kinetochores, đó là giọt protein đĩa giống như nằm trên cả hai mặt của tâm động. Sami kinetochores bao gồm hai phần: tiếp xúc bên ngoài với microfilaments (trục ren) gắn liền với chúng.

Bằng cách giảm sợi (microfilaments) được ra lệnh chặt chẽ nhiễm sắc phân phối bao gồm các nhiễm sắc thể giữa tế bào con. Một số nhiễm sắc thể có một hoặc nhiều constrictions thứ cấp, mà không được tham gia vào quá trình nguyên phân, như đối với họ không thể tham gia các trục chủ đề, nhưng các khu vực này (constrictions thứ cấp) cung cấp kiểm soát của quá trình tổng hợp của nucleoli - bào quan đó phải chịu trách nhiệm cho sự hình thành của ribosome.

một karyotype là gì

nhà di truyền học nổi tiếng Morgan, N. Koltsov, Sutton vào đầu thế kỷ 20, tỉ mỉ nghiên cứu cấu trúc nhiễm sắc thể và chức năng trong tế bào soma và mầm - giao tử. Họ phát hiện ra rằng tất cả các tế bào của tất cả các loài điển hình của một số tiền nhất định của nhiễm sắc thể có hình dạng và kích thước cụ thể. Có ý kiến cho rằng toàn bộ các nhiễm sắc thể trong nhân tế bào soma gọi karyotype.

Trong phổ biến karyotype văn học thường bị đánh đồng với các bộ nhiễm sắc thể. Trong thực tế, nó không phải là khái niệm giống hệt nhau. Ví dụ, karyotype của con người là 46 nhiễm sắc thể trong nhân của tế bào soma và theo chỉ định của 2n công thức chung. Nhưng tế bào như vậy, chẳng hạn như tế bào gan (tế bào gan) có vài hạt nhân, bổ sung nhiễm sắc thể của họ ký hiệu là 2n * 2 = 4n hoặc 2n * 4 = 8N. Đó là, số lượng nhiễm sắc thể trong các tế bào này sẽ được nhiều hơn 46, mặc dù karyotype của tế bào gan là 2n, sau đó có 46 nhiễm sắc thể.

Số lượng nhiễm sắc thể trong tế bào mầm là luôn nhỏ hai lần so với năm soma (trong các tế bào của cơ thể), bộ này được gọi là đơn bội và được gọi là n. Tất cả các tế bào khác trong cơ thể có một tập hợp 2n, được gọi là lưỡng bội.

lý thuyết nhiễm sắc thể Morgan thừa kế

nhà di truyền học người Mỹ Morgan đã phát hiện ra quy luật thừa kế liên kết gen, tiến hành thí nghiệm trên lai của ruồi giấm, ruồi giấm. Qua mình nghiên cứu, chức năng tình dục nhiễm sắc thể của tế bào đã được nghiên cứu. Morgan đã chứng minh rằng các gen nằm ở nước láng giềng locus của nhiễm sắc thể giống nhau, chủ yếu là di truyền với nhau, ví dụ: bộ ly hợp. Nếu các gen nằm trên nhiễm sắc thể xa nhau, giữa chị em nhiễm sắc thể qua giao - trang web chia sẻ.

Nhờ nghiên cứu của Morgan, được tạo ra bản đồ di truyền, qua đó nghiên cứu chức năng của nhiễm sắc thể và sử dụng rộng rãi trong tư vấn di truyền để giải quyết các vấn đề về bệnh lý có thể xảy ra nhiễm sắc thể hay gen gây bệnh di truyền ở người. Tầm quan trọng của các kết luận của các nhà khoa học, rất khó để đánh giá quá cao.

Trong bài viết này, chúng tôi đã xem xét cấu trúc và chức năng của nhiễm sắc thể, mà họ thực hiện trong tế bào.