Бул макалада эукариоттук клеткалардын хромосома сыяктуу структуралары талкууланат, алардын түзүлүшү жана функциясы цитология деп аталган биология тармагы тарабынан изилденет.
Ачылуулар таржымалы
Клетка ядросунун негизги компоненттери болгон хромосомалар 19-кылымда бир эле учурда бир нече окумуштуулар тарабынан ачылган. Орус биологу И. Д. Чистяков аларды митоз (клеткалардын бөлүнүү) процессинде изилдесе, немец анатому Вальдейер гистологиялык препараттарды даярдоодо ачкан жана хромосомалар, башкача айтканда, бул түзүлүштөр менен өз ара аракеттенгенде тез реакция кылуу үчүн боёлуучу денелер деп атаган. органикалык боёк фуксин.
Флеминг ядросу пайда болгон клеткалардагы хромосомалардын иштеши жөнүндөгү илимий фактыларды жалпылаган.
Хромосомалардын тышкы түзүлүшү
Бул микроскопиялык түзүлүштөр клетканын эң маанилүү органеллдери болгон ядродо жайгашып, берилген организмдин тукум куучулук маалыматын сактоо жана берүү үчүн жер болуп кызмат кылат. Хромосомаларөзгөчө бир затты камтыйт - хроматин. Бул ичке жипчелердин конгломерат – фибрилдер жана гранулдар. Химиялык көз караштан алганда, бул сызыктуу ДНК молекулаларынын (болжол менен 40% бар) белгилүү гистон протеиндери менен айкалышы.
8 пептиддик молекулаларды жана ДНК тилкелерин камтыган комплекстер нуклеосомалар деп аталат. Дезоксирибонуклеиндик кислота аймагы өзөк бөлүгүнүн айланасында 1,75 айланма түзөт жана узундугу болжол менен 10 нанометр жана туурасы 5-6 эллипсоид болуп саналат. Ядрода бул структуралардын (хромосомалардын) болушу эукариоттук организмдердин клеткаларынын системалуу өзгөчөлүгү болуп саналат. Бул нуклеосомалар түрүндө хромосомалар бардык генетикалык белгилерди сактоо жана берүү милдетин аткарат.
Хромосоманын структурасынын клетка циклинин фазасынан көз карандылыгы
Эгер клетка интерфаза абалында болсо, ал анын өсүшү жана интенсивдүү метаболизми менен мүнөздөлөт, бирок бөлүнүү жок болсо, анда ядродогу хромосомалар ичке деспиралданган жиптерге - хромонемаларга окшош. Адатта, алар бири-бири менен чырмалышып, аларды өзүнчө структураларга визуалдык түрдө бөлүү мүмкүн эмес. Соматикалык клеткаларда митоз жана жыныстык клеткаларда мейоз деп аталган клетканын бөлүнүү учуруна карата хромосомалар микроскоп менен ачык көрүнүп, спиралдашып, калыңдай баштайт.
Хромосомалардын түзүлүш деңгээли
Тукум куучулуктун бирдиктери хромосомалар, генетика илими майда-чүйдөсүнө чейин изилдейт. Окумуштуулар нуклеосомалык жиптин,камтыган ДНК жана гистон белоктору биринчи даражадагы спиралды түзөт. Хроматиндин жыш таңгактоосу жогорку даражадагы түзүлүштүн – соленоиддин пайда болушунан улам пайда болот. Ал өзүн-өзү уюштурат жана андан да татаал суперкоулга конденсацияланат. Хромосомалардын түзүлүшүнүн жогорудагы бардык деңгээлдери клетканы бөлүнүүгө даярдоо учурунда ишке ашат.
Митоздук циклде ДНКны камтыган гендерден турган тукум куучулуктун структуралык бирдиктери интерфазалык мезгилдин жип сымал хромонемалары менен салыштырганда болжол менен 19 миң эсе кыскарат жана калыңдайт. Мындай компакттуу формада ядронун хромосомалары, анын функциялары организмдин тукум куучулук өзгөчөлүктөрүн берүү, соматикалык же жыныстык клеткалардын бөлүнүшүнө даяр болушат.
Хромосоманын морфологиясы
Хромосомалардын функцияларын алардын митоздук циклде эң жакшы байкалган морфологиялык өзгөчөлүктөрүн изилдөө менен түшүндүрүүгө болот. Интерфазанын синтетикалык стадиясында да клеткадагы ДНКнын массасы эки эсе көбөйөрү далилденген, анткени бөлүнүүнүн натыйжасында пайда болгон кыз клеткалардын ар бири баштапкы эненин тукум куучулук маалыматына бирдей өлчөмдө ээ болушу керек. Бул редупликация процессинин натыйжасында жетишилет - ДНК полимераза ферментинин катышуусу менен пайда болгон ДНКнын өз алдынча экиленүүсү.
Митоздун метафазасы учурунда даярдалган цитологиялык препараттарда өсүмдүк же жаныбарлардын клеткаларында микроскоп астында ар бир хромосома эки бөлүктөн турганы ачык көрүнүп турат.хроматиддер. Митоздун кийинки фазаларында – анафазада жана өзгөчө телофазада – алар толугу менен ажырап, натыйжада ар бир хроматид өзүнчө хромосомага айланат. Ал үзгүлтүксүз тыгыздалган ДНК молекуласын, ошондой эле липиддерди, кислота белокторду жана РНКны камтыйт. Минералдык заттардын курамында магний жана кальций иондору бар.
Хромосоманын жардамчы структуралык элементтери
Клеткадагы хромосомалардын функциялары толук аткарылышы үчүн тукум куучулуктун бул бирдиктеринде эч качан спиральга айланбаган өзгөчө түзүлүш - биринчилик кысылышы (центромера) бар. Бул хромосоманы ийин деп аталган эки бөлүккө бөлгөн ал. Генетиктер центромеранын жайгашкан жерине жараша хромосомаларды бирдей куралдуу (метацентрдик), бирдей эмес куралдуу (субметацентрдик) жана акроцентрдик деп бөлүшөт. Алгачкы тарылууларда атайын түзүлүштөр – кинетохорлор түзүлөт, алар центромеранын эки тарабында жайгашкан диск түрүндөгү белок шарчалары. Кинетохоралардын өзү эки бөлүктөн турат: сырткылары микрофиламенттерге тийип, аларга жабышып турат.
Жиптердин (микрофиламенттердин) кыскарышынан улам хромосоманы түзгөн хроматиддердин кыз клеткаларынын ортосунда катуу тартипте бөлүштүрүлүшү ишке ашырылат. Кээ бир хромосомаларда митозго катышпаган бир же бир нече экинчи тарылуулар болот, анткени аларга бөлүнүү шпиндель жиптери жабышып кете албайт, бирок дал ушул бөлүмдөр (экинчи тарылуулар) ядролук органеллдердин синтезин башкарууну камсыз кылат.рибосомалардын пайда болушу үчүн.
Кариотип деген эмне
Белгилүү генетик окумуштуулар Морган, Н. Кольцов, Сеттон 20-кылымдын башында хромосомаларды, алардын соматикалык жана жыныс клеткаларындагы – гаметалардагы түзүлүшүн жана функцияларын кылдат изилдешкен. Алар бардык биологиялык түрлөрдүн ар бир клеткасы белгилүү бир формага жана өлчөмдөгү хромосомалардын белгилүү бир саны менен мүнөздөлөөрүн аныкташкан. Соматикалык клетканын ядросундагы хромосомалардын бүтүндөй жыйындысын кариотип деп атоо сунушталган.
Элдик адабияттарда кариотип көбүнчө хромосомалар топтому менен аныкталат. Чынында, бул бирдей түшүнүктөр эмес. Мисалы, адамдарда кариотип соматикалык клеткалардын ядролорунда 46 хромосомадан турат жана жалпы формула 2n менен белгиленет. Бирок, мисалы, гепатоциттер (боор клеткалары) сыяктуу клеткалар бир нече ядрого ээ, алардын хромосома топтому 2n2=4n же 2n4=8n деп белгиленет. Башкача айтканда, мындай клеткалардагы хромосомалардын саны 46дан ашык болот, бирок гепатоциттердин кариотиптери 2n, башкача айтканда, 46 хромосома.
Жыныс клеткаларындагы хромосомалардын саны соматикалык (дененин клеткаларында) караганда ар дайым эки эсе аз, мындай топтом гаплоиддик деп аталат жана n деп белгиленет. Денедеги бардык башка клеткаларда 2n топтому бар, алар диплоид деп аталат.
Моргандын тукум куучулуктун хромосомалык теориясы
Америкалык генетик Морган жемиш чымындарын-Drosophila гибриддештирүү боюнча эксперименттерди жүргүзүп, гендердин байланышкан тукум куучулук мыйзамын ачкан. Анын изилдөөлөрүнүн аркасында жыныс клеткаларынын хромосомаларынын функциялары изилденген. Морган гендер кошуна жайгашканын далилдегенбир хромосоманын локустары негизинен бирге тукум куушат, б.а. Эгерде гендер хромосомада бир-биринен алыс жайгашкан болсо, анда эже-карындаш хромосомалардын ортосунда кроссинг-over болушу мүмкүн - бөлүмдөрдүн алмашуусу
Моргандын изилдөөлөрүнүн аркасында хромосомалардын функцияларын изилдеген генетикалык карталар түзүлдү жана генетикалык консультацияларда хромосомалардын же гендердин мүмкүн болуучу патологиялары жөнүндөгү суроолорду чечүү үчүн кеңири колдонулуп, адамдагы тукум куума ооруларга алып келет. Окумуштуу чыгарган тыянактардын маанилүүлүгүнө баа берүү мүмкүн эмес.
Бул макалада биз хромосомалардын клеткада аткарган структурасын жана функцияларын карап чыктык.
