32. Морфология и химический состав эукариотических хромосом

Морфология хромосом лучше всего видна в клетке на стадии метафазы.Размеры их варьируют от 2 до 10 микрон. Хромосома состоит из двух нитей -хроматид. Обе хроматиды каждой хромосомы идентичны друг другу по генному составу. На этой стадии каждая хроматида образована двумяхромонемами(молекула ДНК). Хромонема (от греч. chróma — цвет, краска и nema — нить) — нить, составляющая структурную единицу хромосомы. Хромонема представляет собой дезоксирибонуклеопротеидную (ДНП) цепочку. В составе одной хромосомы может быть две или более хромонем, но не более двух хроматид.

В хромосомах выявлены структуры, названные хромомерами. Хромомер— это спирализованный участок хромонемы. Промежутки меж­ду хромомерами представлены хромонемными нитями. Расположение хромомеров на каждой хромосоме строго фиксировано, наследственно детерминировано. Хромонемы и хромомеры окружены неокрашивающимся вещест­вом — матриксом.Матрикссодержит дезоксирибонуклеиновую и рибонуклеиновую кислоты, белки.

Хромосомы дифференцированы по длине. Хромосомы имеют центромеруили первичную перетяжку, дветеломерыи дваплеча.На некоторых хромосомах выделяютвторичные перетяжкииспутники. Движение хромосомы определяетцентромера, которая имеет сложное строение.

ДНК центромеры отличается характерной последовательностью нуклеотидов и специфическими белками. В зависимости от расположения центромеры различают акроцентрические,телоцентрические,субметацентрическиеиметацентрические хромосомы.

Типы метафазных хромосом: 1, 6 - метацентрические (равно­плечие, V-образные хромосомы, обладающие плечами равной длины); 2 - субметацентрические (с плечами неравной длины, напоминающие по форме букву L); 3 - акроцентрические (резко неравноплечие - палочковидные хромосомы с очень коротким, почти незаметным вторым плечом); 4, 5 - телоцентрические (палочковидные хромосомы с центромерой, расположенной на проксимальном конце); 7 - акроцентрическаясо вторичной перетяж­кой; 8 - спутничная. Светлыми кружками обозначены центромеры.

Некоторые вторичные перетяжки связаны с образованием ядрышек, в этом случае их называют ядрышковыми организаторами. Ядрышки — это более или менее деспирализованные участки хромосом, окружен­ные продуктами деятельности генов (рибосомы, частицы РНК и т. п.). Здесь идет синтез рибосомальной РНК, а также осуществляются определенные этапы формирования рибосом. В нем синтезируется боль­шая часть РНК клетки.

У некоторых акроцентрических хромосом есть спутники (сателлиты)— участки, соединенные с остальной частью хромосомы тонкой нитью хроматина. Форма и размеры спутника постоянны для данной хромосомы. У человека спутники имеются у пяти пар хромосом.

Сателлит — это округлое или удлинённое тельце, отделённое от основной части хромосомы тонкой хроматиновой нитью, по диаметру равный или несколько меньший хромосоме. Форма, величина спутника и связывающей его нити постоянны для каждой хромосомы.

Молекула ДНК несет отрицательные заряды, распределенные по всей длине, а присоединенные к ней белки - гистоны заряжены положительно. Этот комплекс ДНК с белком называют хроматином.Хроматин может иметь разную степень конденсации. Конденсированный хроматин называютгетерохроматином, деконденсированный хроматин —эухроматином.Степень деконденсации хроматина отражает его функциональное состояние. Гетерохроматиновые участки функционально менее активны, чем эухроматиновые, в которых локализована большая часть генов.

Хромосомы, имеющие одинаковый порядок генов, называют гомологичными. Они имеют одинаковое строение (длина, расположение центромеры и т. д.).Негомологичные хромосомыимеют разный генный набор и разное строение. Тип хромосом является постоянным для всех представителей одного вида или рода.

Наследственная информация организма строго упорядочена по отдельным хромосомам. Каждый организм характеризуется определенным набором хромосом (число, размеры и структура), который называется кариотипом.

Структурно кариотип человека представлен двадцатью четырьмя разными хромосомами (22 пары аутосом, Х- и Y-хромосомы, называемые половыми, или гоносомами). Кариотип - это паспорт вида. Анализ кариотипа позволяет выявлять нарушения, которые могут приводить к аномалиям развития, наследственным болезням или гибели плодов и эмбрионов на ранних стадиях развития.

Изучение химической организации хромосом эукариотических клеток показало, что они состоят в основном из ДНК и белков, которые образуют нуклеопротеиновый комплекс—хроматин,получивший свое название за способность окрашиваться основными красителями.