Was ist ein Chromosom? Eine Reihe von Chromosomen. Paar Chromosomen

Vererbung und Variabilität in der Tierweltexistieren aufgrund von Chromosomen, Genen, Desoxyribonukleinsäure (DNA). Die genetische Information wird in Form einer Nukleotidkette in der DNA gespeichert und übertragen. Welche Rolle spielen Gene bei diesem Phänomen? Was ist ein Chromosom in Bezug auf die Übertragung von Erbanlagen? Antworten auf solche Fragen erlauben uns, die Prinzipien der Kodierung und genetischen Vielfalt auf unserem Planeten zu verstehen. In vieler Hinsicht hängt es von der Rekombination dieser Strukturen ab, wie viele Chromosomen in der Rekrutierung enthalten sind.

Aus der Geschichte der Entdeckung von "Erblichkeitspartikeln"

Studieren der Zellen von Pflanzen unter einem Mikroskop undTiere, viele Botaniker und Zoologen lenkten Mitte des 19. Jahrhunderts die Aufmerksamkeit auf feinste Fäden und kleinste ringförmige Strukturen im Kern. Meistens ist der erste Entdecker der Chromosomen der deutsche Anatom Walter Flemming. Er war es, der Anilinfarbstoffe verwendete, um Kernstrukturen zu verarbeiten. Die entdeckte Substanz Flemming nannte "Chromatin" wegen seiner Fähigkeit zu färben. Der Begriff "Chromosomen" führte 1888 zur wissenschaftlichen Revolution von Henry Valdeier.

Gleichzeitig mit Flemming suchte ich eine Antwort auf die Frage vonwas ein Chromosom, das belgische Edouard Van Beneden. Etwas früher der deutsche Biologe Theodor Boveri und Eduard Strasburger führte eine Reihe von Experimenten, die die Identität der Chromosomen, die Konstanz ihrer Anzahl in verschiedenen Arten von lebenden Organismen nachzuweisen.

Voraussetzungen der Chromosomentheorie der Vererbung

Der amerikanische Forscher Walter Sutton hat herausgefunden,wie viele Chromosomen sind im Zellkern enthalten? Der Wissenschaftler betrachtete diese Strukturen als Träger von Vererbungseinheiten, Zeichen des Organismus. Sutton stellte fest, dass Chromosomen aus Genen bestehen, durch die Eigenschaften und Funktionen auf Nachkommen von Eltern übertragen werden. Der Genetiker beschrieb in seinen Publikationen Beschreibungen von Chromosomenpaaren, deren Bewegungen bei der Teilung des Zellkerns.

Unabhängig vom amerikanischen Kollegen ist die ArbeitDie gleiche Richtung führte Theodore Boveri. Beide Forscher untersuchten die Probleme der Übertragung erblicher Merkmale in ihren Arbeiten, formulierten die wichtigsten Bestimmungen zur Rolle der Chromosomen (1902-1903). Die Weiterentwicklung der Boveri-Sutton-Theorie fand im Labor des Nobelpreisträgers Thomas Morgan statt. Der herausragende amerikanische Biologe und seine Assistenten stellten eine Reihe von Genplazierungsmustern auf dem Chromosom auf und entwickelten eine zytologische Basis, die den Mechanismus der Gesetze von Gregor Mendel, dem Begründer der Genetik, erklärt.

Chromosomen in einem Käfig

Die Untersuchung der Struktur der Chromosomen begann nach ihrerEntdeckungen und Beschreibungen im XIX Jahrhundert. Diese Körper und Fäden sind in prokaryotischen Organismen (nicht-nukleär) und eukaryotischen Zellen (in Kernen) enthalten. Die Untersuchung unter einem Mikroskop ermöglichte es, aus der morphologischen Sichtweise festzustellen, was ein Chromosom ist. Dies ist ein beweglicher fadenförmiger Körper, der in bestimmten Phasen des Zellzyklus unterscheidbar ist. In der Interphase ist das gesamte Volumen des Zellkerns mit Chromatin besetzt. In anderen Perioden ist das Chromosom als ein oder zwei Chromatiden unterscheidbar.

Es ist besser, diese Formationen während des Zellulars zu sehenTeilung - Mitose oder Meiose. In eukaryotischen Zellen können oft große Chromosomen eine lineare Struktur beobachten. In Prokaryoten sind sie kleiner, obwohl es Ausnahmen gibt. Die Zellen enthalten häufig mehr als eine Art von Chromosomen, zum Beispiel ihre eigenen kleinen „Teilchen Erbe“ in den Mitochondrien und Chloroplasten.

Formen von Chromosomen

Jedes Chromosom hat ein IndividuumStruktur, unterscheidet sich von anderen Merkmalen der Färbung. Bei der Untersuchung der Morphologie ist es wichtig, die Position des Zentromers, die Länge und die Anordnung der Arme relativ zur Taille zu bestimmen. Der Chromosomensatz umfasst normalerweise folgende Formen:

• metazentrisch oder gleichseitig, für die die mittlere Position des Zentromers charakteristisch ist;
• submetazentrisch oder nicht-äquilibrierend (die Konstriktion ist auf eine der Telomere ausgerichtet);
• akrozentrisch oder stäbchenförmig, in ihnen liegt das Zentromer fast am Ende des Chromosoms;
• Zeigen Sie mit einer Form, die schwer zu definieren ist.

Chromosomenfunktionen

Chromosomen bestehen aus Genen - funktionellEinheiten der Vererbung. Telomere sind die Enden der Schultern des Chromosoms. Diese spezialisierten Elemente dienen zum Schutz vor Beschädigungen, verhindern das Verklumpen von Fragmenten. Das Zentromer erfüllt seine Aufgaben bei der Verdoppelung der Chromosomen. Darauf befindet sich ein Kinetochor, an dem die Strukturen der Spindel der Teilung befestigt sind. Jedes Chromosomenpaar ist individuell an der Stelle des Zentromers. Die Fäden der Teilungsspindel arbeiten so, dass ein Chromosom jede Tochterzelle verlässt, nicht beide. Eine gleichmäßige Verdoppelung des Teilungsprozesses liefert den Ursprung der Replikation. Die Duplikation jedes Chromosoms beginnt gleichzeitig an mehreren solchen Punkten, was den gesamten Prozess der Spaltung wesentlich beschleunigt.

Die Rolle von DNA und RNA

Um herauszufinden, was ein Chromosom ist, welche Funktionerfüllt diese Kernstruktur, gelang nach Studium seiner biochemischen Zusammensetzung und Eigenschaften. In eukaryotischen Zellen werden Kernchromosomen durch eine kondensierte Substanz - Chromatin - gebildet. Nach der Analyse umfasst seine Zusammensetzung hochmolekulare organische Substanzen:

• Desoxyribonukleinsäure (DNA);
• Ribonukleinsäure (RNA);
• Proteine ​​sind Histone.

Nucleinsäuren nehmen am meistendirekte Beteiligung an der Biosynthese von Aminosäuren und Proteinen, gewährleisten den Transfer von Erbanlagen von Generation zu Generation. DNA ist im Kern der eukaryotischen Zelle enthalten, RNA ist im Zytoplasma konzentriert.

Gene

Röntgenbeugungsanalyse zeigte, dass DNABildet eine Doppelhelix, deren Ketten aus Nukleotiden bestehen. Sie sind eine Kohlenhydrat-Desoxyribose, eine Phosphatgruppe und eine von vier Stickstoffbasen:

1. A ist Adenin.
2. G - Guanin.
3. T ist Thymin.
4. C ist Cytosin.

Bereiche von Spiralen DesoxyribonukleoproteinStränge sind Gene, die codierte Informationen über die Aminosäuresequenz von Proteinen oder RNA tragen. Bei der Fortpflanzung werden erbliche Merkmale von Eltern zu Nachkommen als Allele von Genen übertragen. Sie bestimmen das Funktionieren, Wachstum und die Entwicklung eines bestimmten Organismus. Laut einer Reihe von Forschern erfüllen die Teile der DNA, die keine Polypeptide codieren, regulatorische Funktionen. Das menschliche Genom kann bis zu 30 Tausend Gene zählen.

Chromosomensatz

Die Gesamtzahl der Chromosomen, ihre Merkmale -charakteristisches Merkmal der Arten. Bei Drosophila-Fliegen beträgt ihre Anzahl 8, bei Primaten 48 und bei Menschen 46. Diese Zahl ist konstant für die Zellen von Organismen, die zur selben Spezies gehören. Für alle Eukaryoten gibt es ein Konzept von "diploiden Chromosomen". Dies ist ein vollständiger Satz oder 2n, im Gegensatz zu dem haploiden - halben Betrag (n).

Chromosomen in einem einzigen Paar sind homolog,sind in Form, Struktur, Lage des Zentromers und anderer Elemente identisch. Homologe haben ihre eigenen Eigenschaften, die sie von anderen Chromosomen im Set unterscheiden. Das Färben mit basischen Farbstoffen ermöglicht es, die charakteristischen Merkmale jedes Paares zu untersuchen und zu untersuchen. Der diploide Chromosomensatz ist in somatischen Zellen vorhanden, während der haploide Satz in sexuellen (die sogenannten Gameten) vorhanden ist. In Säugetieren und anderen lebenden Organismen mit einem heterogametischen männlichen Geschlecht werden zwei Arten von Geschlechtschromosomen gebildet: das X-Chromosom und das Y. Die Männchen haben eine Menge von XY, die Weibchen haben XX.

Chromosomale Rekrutierung eines Menschen

Die Zellen des menschlichen Körpers enthalten 46 Chromosomen. Alle sind in 23 Paaren zusammengefasst, aus denen das Set besteht. Es gibt zwei Arten von Chromosomen: Autosomen und Sex. Die erste Form 22 Paare - üblich für Frauen und Männer. Sie unterscheiden sich durch das 23. Paar - Geschlechtschromosomen, die in den Zellen des männlichen Körpers nicht homolog sind.

Genetische Merkmale sind mit sexuellen assoziiertgehörend. Für ihre Übertragung, Y und X-Chromosom bei Männern, zwei X bei Frauen. Autosome enthalten den Rest von Informationen über erbliche Merkmale. Es gibt Techniken, um alle 23 Paare zu individualisieren. Sie sind in den Zeichnungen deutlich erkennbar, wenn sie in einer bestimmten Farbe gemalt sind. Es fällt auf, dass das 22. Chromosom im menschlichen Genom am kleinsten ist. Seine DNA im gestreckten Zustand hat eine Länge von 1,5 cm und hat 48 Millionen Stickstoffbasenpaare. Spezielle Proteine ​​aus Histonen aus Chromatin machen eine Kompression, wonach der Faden im Zellkern tausendmal weniger Raum einnimmt. Unter einem Elektronenmikroskop ähneln die Histone im Interphasenkern Perlen, die auf einem DNA-Strang aufgereiht sind.

Genetische Krankheiten

Es gibt mehr als dreitausend. Erbkrankheiten verschiedener Art, verursacht durch Schäden und Störungen der Chromosomen. Down-Syndrom ist einer von ihnen. Ein Kind mit einer solchen Erbkrankheit ist durch eine Verzögerung der geistigen und körperlichen Entwicklung gekennzeichnet. Bei der Mukoviszidose sind die Funktionen der äußeren Sekretionsdrüsen gestört. Verletzung führt zu Problemen mit Schweiß, Sekretion und Ansammlung von Schleim im Körper. Es erschwert die Arbeit der Lunge, kann zum Ersticken und Tod führen.

Störung des Farbensehens - Farbenblindheit -Immunität gegen einige Teile des Farbspektrums. Hämophilie führt zu einer Schwächung der Blutkoagulabilität. Laktoseintoleranz erlaubt dem menschlichen Körper nicht, Milchzucker aufzunehmen. In Familienplanungsämtern kann man etwas über die Veranlagung für eine bestimmte genetische Krankheit erfahren. In großen medizinischen Zentren ist eine entsprechende Untersuchung und Behandlung möglich.

Genotherapie ist die Richtung der modernen Medizin,Ermitteln der genetischen Ursache von Erbkrankheiten und deren Beseitigung. Mit Hilfe neuer Methoden werden normale Gene in pathologische statt in gestörte Zellen eingeführt. In diesem Fall entlasten Ärzte den Patienten nicht von Symptomen, sondern von den Ursachen, die die Krankheit verursacht haben. Nur die Korrektur somatischer Zellen wird durchgeführt, die Methoden der Gentherapie werden noch nicht massiv auf die Geschlechtszellen angewendet.