Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Структура и функция на ядрото




Ядрото - информацията и регулиране център eukarioticheskoy клетки, тъй като тя е свързана с съхранение и предаване на генетична информация, всички процеси на синтез на протеини, включително ензими. На свой ред, а именно протеини играят ключова роля в регулирането на биохимичните, морфологични и физиологични процеси на клетката.

Повечето еукариотни клетки имат един ядро, но има двуядрен (ресничести) и многоядрени (мускулни влакна, хепатоцити, млечно растителни съдове). Някои високо специализирани клетки в зрели състояние са без ядро; такива като еритроцити на бозайници, пресява тръбни инсталации.

Формата и размерите на ядрото са много променливи и зависят от формата и размера на клетката извършва своята функция. Размерите на ядрото на 1 микрон (в най-простите) до 1 мм (в някои риби и топлокръвни). Формата на ядрото обикновено е кръгла или елипсовидна. В клетки с висока функционална активност на формата на сложни ядра. В резултат на това се увеличава съотношението на обема на ядрото към цитоплазмата обем (съотношение ядрено цитоплазмен), който определя интензитета на биохимични процеси в клетката, растеж, разделяне.

Химичният състав на ядрото е различен от другите компоненти на клетки, богати на ДНК и РНК. В основата е концентрирана 99% от ДНК клетки като комплекс с протеини - deoxyribonucleoproteins (DNP).

Ядрената - цитоплазмена взаимодействие

взаимодействието на ядрото и цитоплазмата осигури морфологично и функционално единство на клетките. От цитоплазмата към ядрото получава материал (обикновено протеинов), които регулират генна активност. В основата са също нуклеотиди АТР; необходими за репликацията на ДНК, РНК синтеза ензими, както и протеини, които съставят хроматина, нуклеоли и други структури на ядрото. От ядрото към цитоплазмата се намира в продукти за генна активност: m-RNA, т-РНК, субединица rybosom (р-РНК в комплекс с протеини), които осигуряват синтеза на протеини в цитоплазмата - структурни протеини, протеинови ензими.

Така ядрото управлява всички протеиновия синтез и чрез функционални и морфологични процеси в клетката и цитоплазмата - контроли (въз основа на обратна връзка) на основната дейност на генетичния устройство и осигурява си материали и енергия.

Има две състояние на ядрото: интерфазата и митотичен. В интерфазата ядрото има реализация на генетичната информация, и по време на ядрения разпад - нейното предаване.

Структурата на интерфазата ядро

В интерфазата ядрото се различават: ядрена obolonochku, karyoplasm (ядрената матрица, нуклеоплазма), хроматин и ядърце (едно или повече) (Фигура 6.1 ..).

Фигура 6.1. Структурата на съединение на клетъчното ядро



Ядрената пакет се оформя от две мембрани (външни и вътрешни), между които е перинуклеарно пространство ширина от 20 до 60 пМ.

Външната мембрана на някои места в каналите движи ендоплазмен ретикулум, рибозоми, разположен върху него. Вътре в ядрената плик протеин podstelaetsya мрежа - ядрената ламина. Преди петура теломерни порции присъединиха хромозоми (хроматин нишки).

Ядрената плика се пробие от множество пори с диаметър от около 90 пМ, чрез което обмен на вещества между ядрото и цитоплазмата. Основната функция на ядрената обвивка: регулиране на потоците от вещества между ядрото и цитоплазмата. През порите от ядрото извършват различни видове РНК, рибозомни субединици, и влиза в ядрото необходимо протеини, нуклеотиди, йони, вода.

Karyoplasm (ядрената матрица) - съдържанието на вътрешния ядро, в която се помещава хроматина и един или повече нуклеоли. В karyoplasm състав включва вода, минерални соли, ензими, протеини, нуклеотиди, РНК, йони. В нуклеоплазма са белтъчни фибрили 2-3 пт дебел, които служат като вътрешна сърцевина на скелета и свързване на ядърце, нишките на хроматин, ядрените пори. Karyoplasm свързва всички основни структури и обменните процеси в цитоплазмата на клетките. Генетичният материал в ядрото междинната е под формата на хроматин.

Хроматин - комплекс от ядрената ДНК на протеини (dezoksiribonukleoprotein - DNP). В хромозомите на интерфазата ядро ​​decondensed (despiralizovany) и не се открояват индивидуално и колективно възприема като парчета, топчета, нишковидни структури, които се наричат ​​хроматин. Наличието на хромозоми в делящите се клетки под формата на хроматин позволява прилагането на удвояване на ДНК, съдържаща се в нея генетична информация. Различни части от ДНК в рамките хроматин имат различна степен на спирала, и следователно различна степен на активността на гените и оцветяване характер. След фиксиране и живопис в частност karyoplasm стават видими два типа хроматин: добре боядисани хетерохроматин и euchromatin светлина.

Хетерохроматин - на високо кондензирани (компактен), и следователно функционално активни региони на хромозомите. Преди Хроматиново е 90% в тази форма. В електронно-микроскопски снимки на хетерохроматин изглежда като силно оцветени тъмни области на ядро, разположени предимно в близост до вътрешната ядрена мембрана и ядърце наоколо.

Euchromatin - слабо кондензира (despiralizovannye) функционално активни региони на хромозоми, намиращи се между хетерохроматин блокове. той залепил ярки основни области под електронен микроскоп. В euchromatin прочетете информацията и форми на РНК. В клетките с интензивна протеинова синтеза euchromatin повече.

Смята се, че хетерохроматин е неактивна поради високата кондензация и euchromatin - активни. От друга страна, само малка част от euchromatin активни гени, т.е. намерите хромозомни сектори, в щата euchromatin не е достатъчно условие за генна експресия.

Има конститутивен (структурен) и факултативно хетерохроматин.

Съставна - хетерохроматин се съдържа и в двете хомоложни хромозоми и локализиран в okolotsentromernyh и теломерни хромозомни региони, както и специфични, постоянно kondensovannyh, някои части от хромозоми. Смята се, че неговата роля е в прикачения файл на хроматина на ядрената обвивка, взаимното признаване на хомоложни хромозоми в мейоза, разделението на съседни конструктивни гени, участието в процесите на регулиране на дейността им.

Незадължително geterohromatinprisutstvuet само една от хомоложните хромозоми. Пример за този тип може да бъде хроматин сексуална хроматин, който се открива в нормални клетки homogametic пол.

В секса хроматина - много спираловидни генетично инактивирана X хромозома, която по силата на специфичния оцветяване открит в междуфазови ядра под формата на тъмни клетки (Barr тялото). Брой на секс хроматин в ядрото на клетките е по-малко от броя на X хромозоми, т.е. равно на NX-1 (виж фигура 6.2.).

Фиг. 6.2. хроматина на секс (Barr органи):

кариотип XX XXY; б -с XY кариотип, CW; -с кариотип в XXX

Най-сегментирани левкоцити X-секс хроматина има формата на специфична структура, която се нарича "кълки" (фиг. 6.3).

Фигура 6.3. Кълки в сегментирани левкоцити с XX кариотип

Определяне на X-пол хроматина се използва за откриване на нарушения на кариотипът на броя на X хромозоми.

химична основа на хроматин е двойноверижна ДНК (около 40%) и Beki-хистони (40%). 5 известни видове хистони, свързани с ДНК: H 1 Н 2А, 2В Н, Н 3 и Н 4. Поради основни хистони радикали взаимодействат с ДНК и те си взаимодействат чрез хидрофобни радикали заедно. Тези взаимодействия водят до образуването на нуклеозоми.

Нуклеозомът - нуклеопротеини структура, състояща се от хистон октамер (глобули), вплетени ДНК участък с дължина от 140-160 базисни пункта (фиг 6.4 ..).

Фиг. 6.4. нуклеозоми

Хистон октамер, състояща се от осем молекули (за Н 2 молекули на хистони 2А, 2В, Н, Н 3, H4). Близки нуклеозоми са свързани помежду си с къси сегменти на ДНК от 60 базови двойки.

ДНК молекулата участва в образуването на голям брой нуклеозоми. Резултатът е хроматин влакна под формата на "мъниста на наниз", което има скъсяване на ДНК от около 7 пъти (фигура 6.5.).

ДНК Double Helix -

Нуклеозомът ниво -

Ниво фибрили -

Нивото на домейни контура -

ниво Hromonemny -

Метафаза хромозомите -

Фиг. 6.5. Нива на еукариотната организация хроматин.

Нуклеозомът ниво на организация на хроматина е характерно за euchromatin както и хетерохроматин за. Но в тези локуси хроматин, който в момента функционира ензимни комплекси (репликация, транскрипция, ремонт), ДНК се освобождава от взаимодействие с хистони. В тези случаи, нуклеозоми организация временно изчезва, така че при последващото-добре отново.

Обратно, в хетерохроматин на нуклеозоми ниво добавя допълнителни нива на уплътняване на хроматин.

На второ ниво - формирането на фибрили на хроматин (глобули), дължащи се на конвергенцията на нуклеозоми, че предвидените хистон H1.

Третото ниво - образуване на домейни контур (chromomeres) чрез полагане хроматин фибрили в контура.

Четвъртото ниво - hromonemny. Тя се формира от конвергенция в линейна прогресия, за да образуват бримка hromomernyh hromonemnoy конец.

По този начин, хромозомите се формират от хроматин по време на интерфазата ядро ​​и спираловидно dezoksiribonukleoproteinov кондензация.

хромозом

Хромозомите (гръцки хром -. Paint, сом - тялото) е наречен така поради способността им да се интензивно оцветяване. Са една единица на организацията на генетичния материал и да се осигури точното му разпределение по време на клетъчното делене. Хромозомите са най-добре различими (и проучени) за етапа на метафаза.

На етапа на митозата метафаза хромозома има две копия на нуклеопротеина - хроматиди. Хроматиди са свързани в nespiralizovanoy първична свиване - центромера. В централната част на центромера е кинетохорна, които Prisoedenyayus конец вретено по време на митозата.

Центромера разделя хромозомата на две рамена. Раменете имат свои собствени символи: кратък - р, и дълго - р. В зависимост от местоположението на центромера на следните видове хромозоми:

· Метацентричната (равен ъгъл), който се намира в средата на центромера (р = р);

· Submetacentric (neravnoplechie), когато се размърда до центромера на хромозома единия край (р> р);

· Acrocentric (odnoplechie или прът), когато центромера се намира на ръба на една хромозома и една ръка е много кратък (odnoplechie - р).

Някои хромозоми имат вторични стеснения разделящи сателити или спътници (Фигура 6.5.). Те се характеризират, например за хромозома 13-15, 21 и 22. В средното стеснението на броя на хромозомите има ядърце организатор - района на образуване на ядърце.

A.

Б.

Фиг. 6.5. Структурата на съединение на метафаза хромозоми (А), видове хромозоми (б).

крайните части на хромозомите се наричат теломери. Те инхибират soedenineyu хромозоми заедно и да запази индивидуалното хромозома като отделна единица.

Условия за хромозоми:

1. Правилото на постоянството на хромозомите - във всички организми от един тип на соматични клетки имат постоянен брой хромозоми.

2. Правилото за сдвояване на хромозомите - в соматични клетки с диплоидни хромозомни двойки имат една и съща структура, формата и състава на хромозомите гена - така наречените хомоложни хромозоми (един - майка, а вторият - на баща).

3. член на хромозома индивидуалност - всяка двойка хромозоми има свои собствени характеристики, които се проявяват в размера, формата, позицията на центромера, редуващи се светли и тъмни ивици в цвета на диференциала.

4. Член nepryryvnosti хромозоми. Тя се основава на удвояване на ДНК и образуването на нови сестра хроматиди преди всяко клетъчно делене.

Набор от соматични клетки Хромозоми определен вид живи организми, наречени кариотип. Броят на хромозомите в кариотипа не зависи от нивото на организация на живите организми. Някои протисти са им повече от хиляда, шимпанзето - 48, на кучето - 78, кравата - 60 Drosophila - 8, в отшелник раци - 254, и т.н.

Мъжът представи кариотип 46 хромозоми (23 двойки); 44 (22 двойки) - автозоми и две полови хромозоми: XX в жените и XY при мъжете.

Ние изучаваме obachno кариотип в метафаза, когато всяка хромозома се състои от две хроматиди и максималната спираловидни. За производството на препарати на човешките хромозоми, клетки, обикновено периферни кръвни левкоцити. Първо, към клетъчната култура се прибавя kolhitsyn че спира деленето на клетките в метафаза. Освен хипотоничен разтвор се прибавя 0,56% NaCl хромозома, която разделя един от друг, след което се фиксират и се оцветяват. След тази обработка, всяка хромозома има ясен контур и видими под светлинен микроскоп (фиг. 6.6)

Фиг. 6.6. Кариотипът и идеограми на човешките хромозоми

За да се анализира хромозомите, които karіotip, те са разположени под формата на идеограми.

Идеограма - систематичен кариотип в които хромозомите са подредени по двойки по реда на тяхната величина. Изключение се прави за половите хромозоми, които са разположени последно.

Именно разположен големият хромозома трудно, тъй като някои хромозома двойка само малко по-различен размер. Затова Денвър класификация хромозома бе предложено в 1960 грама.

Според тази класификация, но размерът на хромозомите, се вземат под внимание формата, позицията на центромера, наличието на вторични стеснения и сателити. 23 двойки хромозоми се разделят на 7 групи от А до Г. важната характеристика на хромозоми е центромерна индекс (CI), който отразява съотношението на малката дължина на рамото на дължината на всички хромозоми (в%).

Денвър класификация на човешките хромозоми

групи Брой двойки хромозоми Размер (микрона) и хромозома тип CI (%)
А (I) 1-3 11 - 8.3 голяма метацентрична и submetacentric 38-49
В (II) 4-5 7, 7 големи submetacentric 24-30
C (III) 6.12 х 7.2-5.7 средни submetacentric 27-35
D (IV) 13-15 4.2 acrocentric
E (V) 16-18 3.6-3.2 относително кратък метацентрична и submetacentric 26-40
F (VI) 19-20 2.8-2.3 две къси метацентрична 36-40
G (VII) 21-22, в 2.3 малък acrocentric 13-33

Основният метод за идентифициране на хромозоми цитологични препарати - са различни техники за оцветяване диференциация (Q-, G-, R- и др.), Които се основават на използването на флуоресцентни бои. багрила фигурите специфично се свързват с ДНК от различна структура. Следователно, всяка хромозома различно оцветени има специфичен образец във формата на редуване на светлина и тъмни напречни сегменти (фигура 6.7).

В тази картина, всяко рамо на хромозома е разделена на области, номерацията на който идва от центромера на теломерите. Групи в области numeruyutsya в ред от центромера на теломерите.

Методи за диференциално оцветяване на хромозомите (разработена в края на 1960 и началото на 1970 г.) са били на базата на Париж класирането на хромозомите (1971 г.), който взема под внимание не само от размера и формата на хромозомите и характеристики на всеки хромозом характер на редуване на напречната светли и тъмни сегменти ,

Фиг. 6.7 диференциално оцветяване на хромозомите (от Zakharova, 1985)

В медицинската генетика чрез тези методи, които е било възможно по-точно да определи локализацията на гените в хромозомите до описанието на определена област и бара. Например, гена, кодиращ естераза D на, четвърта локализирана област на първата банда на късото рамо на хромозома тринадесети. Символично, това може да бъде написано като: 13r14. Ако се установи, че renitoblastomy ген локализиран в дългото рамо на 14 хромозома, но не се знае в коя област, то тогава е възможно zapisati символично: 14р. Методи за диференциално оцветяване на хромозомите rassshirili възможности в изучаването на хромозомни преустройства действия във връзка с точното описание на площите, които са въвлечени в една или друга хромозомни аберации.

Днес широко се използва методи за автоматичен анализ на хромозомите чрез лазерни лъчи. Този метод позволява да се идентифицират някои хромозомни аберации, които не се откриват с конвенционалните цитогенетични методи.

Изследването на кариотипът точна диференциация на хромозомите е от голямо значение за диагностика на хромозомни човешки заболявания, клетки и генното инженерство.

Хромозомите носят гените - генетична информация звена. Наборът от гени затворени в диплоидни клетки, наречени хромозоми генотип. В полово размножаване генотип, образувана от сливането на репродуктивни клетки с хаплоиден набор от хромозоми. Хаплоиден набор от хромозоми в класическата литература се нарича геном. В момента, в рамките на концепцията на генома означава комбинацията от цялата генетична информация в клетките на тялото - абсолютната стойност на генотип, който включва пълен набор от гени в клетката, но не отразява тяхната alelnogo състояние. Genome - характеристика на видовете, генотип и - характеристиката на организма, което е отражение на съвкупността от всички гени на даден индивид, дадени им alelnogo състояние.


ГЛАВА 7





; Дата: 10.31.2014; ; Прегледи: 871; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:





zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.102.9.24
Page генерирана за: 0.052 сек.