Розділ «Тема 14. НЕМЕМБРАННІОРГАНЕЛИ. ОРГАНЕЛИ РУХУ. ЯДРО»

Функції ядра:

1) збереження спадкової інформації в ДНК і передавання її дочірнім клітинам під час поділу;

2) формування рибосом за участю ядерець;

3) регуляція процесів у клітині.

Провідна роль ядра у процесах спадковості. Програма, за якою розвиваються живі системи, задана саме на клітинному рівні. Основна частина спадкової інформації міститься в ядрі, і провідну роль ядра в життєдіяльності клітини, 8 існуванні її як єдиного цілого можна підтвердити експериментами із одноклітинними зеленими водоростями ацетабуляріями, яйцеклітинами жаби і тритона. Наприклад, з яйцеклітини жаби видаляли ядро і замість нього пересаджували ядро із заплідненої яйцеклітини тритона. Унаслідок цього розвивався зародок тритона, а не жаби.

Особливості будови, хімічного складу хромосом та їх значення

Хромосоми (від грец. хромаmoc – забарвлений, сома – тільце) – структури ядра, які є матеріальними носіями спадкової інформації. Ці органели ядра утворюються в результаті ущільнення та спіралізації хроматину і стають помітними під час поділу клітини. На стадії метафази хромосоми вишиковуються на екваторі клітини, утворюючи метафазну пластинку. Складаються хромосоми з ДНК, РНК, ядерних білків і ферментів, які потрібні для їхнього подвоєння або синтезу іРНК.

Кількість хромосом у клітинах організмів різних видів є різною і не залежить від висоти організації, а також не завжди вказує на філогенетичну спорідненість.

Кількість хромосом у деяких видів

Будова. У будові метафазної хромосоми виділяють хроматиди, первинну перетяжку, плечі, вторинну перетяжку, супутники, ядерцеві організатори, теломери та ін. Кожна така хромосома складається з двох поздовжніх частин – хроматид. Первинна перетяжка (центромера) – найбільш спіралізована частина хромосоми, яка поділяє її на два плеча. На ній розташовуються спеціальні білки (кінетохори), до яких при розподілі генетичного матеріалу прикріплюються нитки веретена поділу. Деякі хромосоми мають вторинні перетяжки, що часто відокремлюють ділянки хромосом, названі супутниками. Такі хромосоми в ядрах клітин можуть наближатися одна до одної і утворювати ядерцеві організатори, які містять гени рРНК. Кінці плечей одержали назву теломерів. Це генетично неактивні спіралізовані ділянки, що перешкоджають з'єднанню хромосом між собою або з їх фрагментами.

Різновидності. Хромосоми відрізняються розмірами, формою, розташуванням перетяжок, ступенем спіралізації тощо. За розміром і формою хромосоми можна згрупувати парами, і ці парні хромосоми називають го-

Організація метафазної хромосоми

1– центромерна ділянка хромосоми; 2 – теломерна ділянка; 3 – дочірні хроматиди; 4 – гетеро- хроматин; 5–еухроматин; 6 – мале плече; 7 – велике плече.

мологічними, а хромосоми різних пар будуть одна відносно одної негомологічними. Розташування перетяжок також дозволяє поділити хромосоми на групи. Якщо перетяжка розташована посередині, а плечі мають однакові розміри, то хромосоми називають рівноплечовими, якщо ж розміри плечей істотно відмінні – нерівноплечовими. Хромосоми можуть перебувати у двох станах: у спірал ізованому (мітотичні хромосоми) і деспіралізованому (інтерфазні хромосоми). При порівнянні хромосомних наборів чоловічих та жіночих особин одного виду спостерігається відмінність в одній парі хромосом. Ця пара отримала назву статевих хромосом, або гетерохромосом. Решта пар гомологічних хромосом, однакових в обох статей, мають загальну назву аутосоми. Для з'ясування роботи спадкового апарату необхідно вивчати хромосоми не лише під час мітозу, але і на стадії інтерфази. У деяких комах та інших організмів інтерфазні хромосоми набагато товстіші і їх добре видно в світловий мікроскоп. Політенніхромосоми – хромосоми, які являють собою пучок численних (понад 1000) розтягнутих у довжину хроматид. Утворюються ці хромосоми внаслідок багаторазової реплікації та нерозходження дочірніх хромосом. Під час експерименту зі спеціальним фарбуванням у них було виявлено чергування світлих (деконденсовані ділянки) і темних (конденсовані ділянки) смуг. Кількість, розміри і розташування цих смуг є специфічними для виду. Трапляються політенні хромосоми у деяких комах, в ендоспермі насіння, ембріональних тканинах рослин тощо. Вивчають політенні хромосоми для: а) з'ясування роботи генів, які потрібні в даний момент клітині (світлі розгорнуті смуги ДНК – пуфи – є доступними для транскрипції); б) побудови генетичних карт; в) виявлення хромосомних перебудов; г) виявлення видової належності організмів та ін.

Організація. Хромосоми мають декілька рівнів організації.

1. Організація хромонем. Молекули ДНК на цьому рівні організації хромосом спірально обплітають ззовні особливі ядерні частинки з молекул гістонів, які називають нуклеосомами. Кожна нуклеосома містить в собі 8 білкових молекул. Нитки нуклеосом з ДНК попарно закручуються, утворюючи хромонеми (ДНК + нуклеосоми = хромонема).

2. Організація хроматид. Хромонема спіралізується з утворенням компактніших хроматид.

3. Організація хромосом. Хроматиди після самоподвоєння і суперспіралізації утворюють двохроматидні хромосоми.

Біологічне значення хромосом визначається такими їх функціями, як: а) збереження спадкової інформації; б) контроль обміну речовин шляхом регуляції утворення необхідних ферментів; в) забезпечення росту клітин шляхом керування синтезом структурних білків; г) забезпечення розвитку клітин шляхом контролю за процесами диференціювання; д) забезпечення умов подвоєння ДНК і поділу клітин.

Поняття про каріотип