Хромосома
Хромосома (chromosome, [греч. chroma — цвет, окраска и soma — тело) - самовоспроизводящийся структурный элемент (органоид) ядра клетки (у прокариот расположен непосредственно в цитоплазме), содержащий ДНК, в которой заложена основная генетическая информация организма. В состав хромосомы входят комплекс ДНК с основными белками гистонами, а также кислые белки и липиды, образующие хроматин. Хромосома четко различима в световом микроскопе лишь в период клеточного деления — в метафазе митоза) и мейоза. Набор всех хромосом клетки (кариотип) является видоспецифичным признаком, для которого характерен относительно низкий уровень индивидуальной изменчивости. За открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности, Т. Моргану была присуждена Нобелевская премия за 1933 г. Термин «хромосома» предложен В. Вальдейером в 1888 г.
Ядро, в котором сосредоточена ДНК эукариотической клетки, занимает около 10% общего клеточного объема.
После того, как к полюсам отойдут полные наборы хроматид, их называют хромосомами.
Каждая молекула ДНК упакована в отдельную хромосому , а вся генетическая информация, хранящаяся в хромосомах одного организма, составляет его геном. Следует отметить, что хромосомы в клетке меняют свою структуру и активность в соответствии со стадией клеточного цикла: в митозе они более конденсированы и транскрипционно инактивированы; в интерфазе , наоборот, они активны в отношении синтеза РНК и менее конденсированы.
Для формирования функциональной хромосомы молекула ДНК должна быть способна не только направлять синтез РНК, но и, размножаясь, передаваться от одного поколения клеток к следующему. Для этого необходимо три типа специализированных нуклеотидных последовательностей (они были идентифицированы на хромосомах дрожжей Saccharomyces cerevisiae).
1. Для нормальной репликации молекуле ДНК необходима специфическая последовательность, действующая в качестве точки начала репликации (DNA replication origin).
2. Второй необходимый элемент - центромера - удерживает две копии дуплицированной хромосомы вместе и прикрепляет любую молекулу ДНК, содержащую данную последовательность, через белковый комплекс - кинетохор к митотическому веретену (в процессе клеточного деления так, что каждая дочерняя клетка получает одну копию.
3. Третий необходимый элемент, в котором нуждается каждая линейная хромосома, - это теломера . Теломера представляет собой специальную последовательность на конце каждой хромосомы. Эта простая повторяющаяся последовательность периодически продлевается специальным ферментом, теломеразой, и таким образом компенсируется утрата нескольких нуклеотидов ДНК теломер, происходящая в каждом цикле репликации. В результате линейная хромосома оказывается полностью реплицированной. Все описанные выше элементы относительно короткие (обычно менее 1 000 пар оснований каждый). Видимо, аналогичные три типа последовательностей должны работать и в человеческих хромосомах, но к настоящему времени хорошо охарактеризованы только теломерные последовательности хромосом человека.
Смотрите также:
