Занятие №3 тема: «наследственный аппарат растительной и животной клеток» актуальность темы
Ведущая роль в генетическом контроле признаков организмов принадлежит хромосомам ядра, которые содержат наследственную информацию и передают ее последующим поколениям при размножении. Для правильного понимания поведения хромосом во время митоза и мейоза, механизма возникновения хромосомных и геномных мутаций, а также наследственных болезней, обусловленных хромосомным дисбалансом, необходимы знания молекулярной и морфологической организации хромосом и кариотипа человека. Материал, изучаемый в этой теме, необходим для усвоения курса медицинской генетики, педиатрии, акушерства, гинекологии, психиатрии, невропатологии с последующим использованием его в практике врачей любой специальности.
Цели обучения
ОБЩАЯ ЦЕЛЬ: оценить значение ядра и особенности строения его структур для жизнедеятельности клетки.
КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ
Студент должен уметь:
1. Определять строение структур ядра на молекулярном уровне.
2. Различать структуры ДНК.
3. Характеризовать уровни упаковки хромосомного аппарата.
4. Объяснять структурную организацию хроматина.
5. Характеризовать морфологическую организацию хромосомного аппарата на клеточном уровне.
6. Распознавать в кариотипе хромосомы разных групп.
7. Анализировать кариотип человека и составлять идиограмму.
Содержание обучения
Теоретические вопросы, на основании которых возможно выполнение целевых видов профессиональной деятельности:
Что такое хроматин?
Какова молекулярная организация хроматина?
Как устроена молекула ДНК?
Опишите уровни упаковки хроматина.
Объясните отличия интерфазного и метафазного хроматина.
Дайте морфологическую характеристику эухроматина и гетерохроматина.
Какое значение имеет эухроматин и гетерохроматин?
Опишите морфологию и типы хромосом.
Объясните правила хромосом (постоянства, парности, индивидуальности, непрерывности).
Как классифицируют хромосомы?
10. Какие выделяют группы хромосом?
11. Что такое кариотип?
12. Что такое идиограмма?
Для усвоения теоретических вопросов Вам необходимо ознакомиться информацией, заключённой в литературных источниках и конспекте лекций.
ГРАФ
ЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ СОДЕРЖАНИЯ ТЕМЫ
«НАСЛЕДСТВЕННЫЙ АППАРАТ РАСТИТЕЛЬНОЙ
И ЖИВОТНОЙ КЛЕТОК»
Молекулярный
уровень организации хроматина Уровни
упаковки хроматина
Структурная
организация хроматина ХРОМОСОМЫ
ЧЕЛОВЕКА (ХРОМАТИН) ДНК
(полимер) БЕЛКИ
Денверская
классификация
Парижская
классификация ИНТЕРФАЗНЫЕ МЕТАФАЗНЫЕ
НУКЛЕО-СОМНЫЙ
СОЛЕНОИДНЫЙ
ПЕТЛЕВОЙ
МИТОТИЧЕСКИЕ
МЕЙОТИЧЕСКИЕ Э У Х Р О М А Т И Н
(деконденсирован) Г Е Т Е Р О Х Р О М АТ
И Н
(конденсирован) ПЕРВИЧНАЯ ПЕРЕТЯЖКА
(центромера) ВТОРИЧНАЯ
ПЕРЕТЯЖКА
(ядрышковый
организатор и др.) ПЛЕЧИ ХРОМОСОМ :Р
– короткое Q -
длинное
СПУТНИК МЕТАЦЕНТРИЧЕСКИЕ
р=q АКРОЦЕНТРИЧЕСКИЕp<<q
СУБМЕТАЦИНТРИЧЕСКИЕ p<q
КАРИОТИП
ЧЕЛОВЕКА
Морфологическая
характеристика хромосом Классификация
хромосом
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ
Обязательные источники информации
Медична бiологiя / За ред. В.П. Пiшака, Ю.I. Бажори. Пiдручник.- Вiнниця: НОВА КНИГА, 2004.- С. 82-109.
Конспект лекций.
Дополнительная литература
Медична біологія: Посібник з практичних занять / О.В.Романенко, М.Г.Кравчук, В.М. Грiнкевич та ін..- К.: Здоров’я, 2005.
ОРИЕНТИРОВОЧНАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Инструкции по проведению практических работ
Работа 1. СТРОЕНИЕ ДНК.
Рассмотрите рис. 1, зарисуйте схему вторичной структуры ДНК, определите общее количество нуклеотидов, которые входят во фрагмент ДНК, изображённый на схеме Б.
Рисунок 1. А – строение нуклеотида. Б, В – строение ДНК.
Работа 2. СХЕМА СТРОЕНИЯ МЕТАФАЗНОЙ ХРОМОСОМЫ.
Выделяют 4 уровня компактизации ДНК. При этом нить ДНК "укорачивается" в 10 000 раз.
Два первых уровня компактизации эукариотического генома обеспечиваются гистонами.
Уровень 1. Нуклеосомный — ДНК укорачивается в 7 раз. (Рис. 2)
Нуклеосома — это структурный элемент хроматина, который содержит гистоновый октамер и ДНК. Гистоновый октамер образуют 8 молекул белков: Н2А,Н2В,Н3,Н4. Каждая молекула представлена дважды. Октамер образует сердцевину нуклеосомы — кор. На кор наматывается ДНК.
Уровень 2. Супернуклеосомный (соленоидный) — ДНК укорачивается в 6-10 раз. Обеспечивается Н1 гистоном, который сближает октамеры (Рис. 3).
Уровень 3. Петлевой — ДНК укорачивается в 20-30 раз. Обеспечивается негистоновыми белками, которые узнают определённые последовательности ДНК, связываются с ними и образуют петли. Одна петля образует домен, который обеспечивает экспрессию одного гена и является функциональным образованием (Рис.4).
Уровень 4. Метафазная хромосома — ДНК укорачивается в 20 раз. Метафазная хромосома удвоена и состоит из двух хроматид. Каждая из них состоит из одной молекулы ДНК (Рис.5).
Гистоновый
октамер
Рисунок 2. Нуклеосомный уровень организации хроматина.
Рисунок 3 – Супернуклеосомный уровень организации хроматина.
Рисунок 4. – Петлевой уровень организации хроматина.