Полная версия

Главная arrow Медицина arrow ГЕНЕТИКА

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Кариотип Кариотип: число хромосом эукариот

Кариотип: число хромосом эукариот

Каждый вид организмов имеет определенный набор хромосом. Набор хромосом соматической клетки, типичный для определенного вида организмов, называется кариотипом. Кариотипы разных видов различаются по числу хромосом, их морфологии и размерам (длине и диаметру).

В разные периоды жизни клетки хромосомы выглядят неодинаково вследствие разной степени спирализации составляющей их основу молекулы ДНК. Соматические клетки эукариот обладают способностью к самовоспроизведению — делению. Основным способом деления клеток многоклеточных (и многих одноклеточных) эукариот является митоз, в ходе которого принято выделять 5 стадий (фаз). Период между двумя последовательными делениями клетки называется интерфазой. В интерфазе хромосомы максимально деспирализованы и представляют собой клубок из тонких нитей. На одной из стадий митоза — метафазе — хромосомы максимально спирализованы и наиболее удобны для выявления их числа, особенностей морфологии. У разных видов организмов число хромосом колеблется от 2п = 2 до 2п = 1500: у малярийного плазмодия 2п = 2, у человека 2п = 46, у шимпанзе и таракана 2п = 48, у кошки 2п — 38, у собаки 2п = 78, у дрозофилы 2п = 8, у гороха 2п = 14.

Число хромосом в кариотипе не связано с уровнем организации растений и животных. Примитивные формы (хвощи, папоротники, ракообразные) часто имеют очень большое число хромосом.

Кариотип: морфология и размеры хромосом эукариот

Каждая метафазная хромосома состоит из двух идентичных сестринских хроматид, которые соединены центромерой.

Морфология хромосом определяется положением центромеры. Место, где располагается центромера, называется первичной перетяжкой, ее положение в разных хромосомах различно, однако оно постоянно для каждой хромосомы (рис. 4).

Морфология митотических хромосом

Рис. 4. Морфология митотических хромосом:

А — Общая схема митоза: 1 — интерфаза; 2 — профаза; 3 — прометафаза;

4 — метафаза; 5 — анафаза; 6 — телофаза; а — ядерная оболочка; б — хромосомы; в — центриоли; г — ядрышки. (Источник: Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.:

А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., испр. — М.: Сов.

Энциклопедия, 1986.)

Б — Строение метафазной хромосомы. (Источник: Хроменкова О. Б. Морфология хромосом. Кариотип человека: Метод, реком. для самост. внеауд. работы студ. — Харьков: ХНМУ, 2012. — 16 с. ).

Цитологи установили, что центромера никогда не бывает на конце хромосомы, она всегда прикрыта хотя бы очень маленьким плечом. Плечи — это участки хроматид по обе стороны от центромеры. Концевые участки хроматид называются теломерами.

Некоторые хромосомы кроме первичной перетяжки имеют еще одну перетяжку — вторичную, которая связана с формированием ядрышка и называется ядрышковым организатором Здесь происходит синтез рибо- сомной РНК. У некоторых хромосом вторичная перетяжка бывает очень длинной и тонкой и отделяет от основного тела хромосомы небольшой участок — спутник. Такие хромосомы называются спутничными.

У некоторых растений и беспозвоночных животных хромосомы имеют диффузную центромеру. У таких хромосом есть еще два названия: полицентрические и голокинетические (рис. 5). Хроматиды таких хромосом соединены не в одной точке, а в нескольких и поэтому имеют вид палочек, моноцентрические хромосомы в зависимости от положения центромеры, а отсюда и от длины плеч, делятся на:

  • — метацентрические (равноплечие);
  • — субметацентрические (слабо неравноплечие);
  • — акроцентрические (сильно неравноплечие) (рис. 6).
Голокинетические хромосомы

Рис. 5. Голокинетические хромосомы

Типы метафазных хромосом (по М. С. Лобашеву, К. В. Ватти

Рис. 6. Типы метафазных хромосом (по М. С. Лобашеву, К. В. Ватти,

М. М. Тихомировой, 1979)

1 — метацентрическая (равноплечая), 2 — субметацентрическая (слабо неравноплечая), 3 — акроцентрическая (резко неравноплечая), 4 — центрическая со вторичной перетяжкой, 5 — спутничная (светлыми кружками обозначены

центромеры)

Длина хромосом варьирует от 0,2 до 50 мкм, диаметр — от 0,2 до 5 мкм. Длина каждой метафазной хромосомы относительно постоянна.

В пределах одного кариотипа все или часть хромосом могут быть одинаковыми по морфологии и даже по размерам. По составу генов они все разные. Существуют методы специальной обработки хромосом перед изготовлением их препаратов, которые позволяют выявлять индивидуальный рисунок каждой хромосомы. Он проявляется в специфичном для каждой хромосомы чередовании окрашенных и неокрашенных полос — дисков разного диаметра. Рисунок отражает положение генов (рис. 7). Методы, выявляющие его, называются методами дифференциального окрашивания хромосом.

Часть метафазной пластинки из культуры лейкоцитов периферической крови мужчины дифференциальная окраска, по Гимза (по М. Е. Лобашеву, К. В. Ватти, М. М. Тихомировой, 1979)

Рис. 7. Часть метафазной пластинки из культуры лейкоцитов периферической крови мужчины дифференциальная окраска, по Гимза (по М. Е. Лобашеву, К. В. Ватти, М. М. Тихомировой, 1979)

В кариотипе человека все хромосомы пронумерованы в порядке уменьшения их длины. Различия хромосом № 13, 14, 15 и № 16, 17, 18 выявляются только при применении методов дифференциального окрашивания Это хорошо видно на идиограмме. Идиограмма — это графическое изображение набора хромосом (рис. 8).

У разных видов, особенно у близких, бывают одинаковые кариотипы, различия на уровне генов выделяются лишь при дифференцированном окрашивании хромосом.

Клетки разных тканей одного организма могут содержать разное число хромосом или хромосомы нестандартной морфологии. Это зависит от функций, выполняемых разными клетками.

Так, в клетках печени число хромосом может доходить до 10п.

В клетках слюнных желез личинок мух, комаров находятся гигантские политенные (многонитевые) хромосомы (рис. 9), а в незрелых яйцеклетках всех позвоночных животных и у человека — гигантские хромосомы типа «ламповых щеток» (рис. 10).

Идиограмма хромосом мужчины (по М. Е. Лобашеву, К. В. Ватти, М. М. Тихомировой, 1979)

Рис. 8. Идиограмма хромосом мужчины (по М. Е. Лобашеву, К. В. Ватти, М. М. Тихомировой, 1979)

Относительные размеры хромосом в ядрах клеток слюнных желез (гигантские) и в клетках ганглия (митотические) дрозофилы (по М. Е. Лобашеву, К. В. Ватти, М. М. Тихомировой, 1979)

Рис. 9. Относительные размеры хромосом в ядрах клеток слюнных желез (гигантские) и в клетках ганглия (митотические) дрозофилы (по М. Е. Лобашеву, К. В. Ватти, М. М. Тихомировой, 1979)

Схема строения отдельной петли хромосомы типа «ламповых щеток» (по М. Е. Лобашеву, К. В. Ватти, М. М. Тихомировой, 1979)

Рис. 10. Схема строения отдельной петли хромосомы типа «ламповых щеток» (по М. Е. Лобашеву, К. В. Ватти, М. М. Тихомировой, 1979)

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>