2.3. Хімічний склад хромосом

Вивчення молекулярної будови хромосом призвело до висновку, що в основі їх лежать ДНК, РНК і білки [5].

На сьогодні, все з більшою ясністю стає відомо, що ДНК належить головна роль в передачі спадкових властивостей. Хімічна назва ДНК – дезоксирибонуклеїнова кислота; РНК – рибонуклеїнова кислота. Про будову ДНК і РНК детальніше буде далі.

Рис. 4. Організація ДНК в метафазній хромосомі.

Крім нуклеїнових кислот, в склад хромосом входять білки – пістони; деякі ферментативні білки, наприклад, ДНК = полімераза, яка регулює реплікацію молекули ДНК в момент її синтезу. Також в хромосомах знайшли ліпіди і неорганічні комплекси: Са, Мg, Fe та інші. Вся ця конструкція хромосом на молекулярному рівні повністю ще не відома. Але є припущення, що віссю хромосом є ДНК в комплексі з білком, який отримав назву залишковий, тому що при видаленні гістонів конструкція хромосомів не руйнується. Одні дослідники припускають, що молекула ДНК в хромосомі нерозривна, інші ж допускають, що вона розривається ділянками іншої природи (білковими містками або неорганічними комплексами). Молекулярна, субмолекулярна і мікроскопічна структура хромосоми як єдиної цілої системи залишається до цих пір не ясною.

2.4. Еухроматин і гетерохроматин

Хромосоми по своїй осі не однорідні як хімічно так і фізично та генетично при фіксації основними фіксаторами різні ділянки, а й інколи цілі хромосоми дають різні реакції. Одні ділянки інтенсивно забарвлюються – їх називають гетерохроматиновими, інші – слабше забарвлюються, вони названі е ухроматиновими (рис. 5).

Рис. 5. Мікрофотографія еухроматинових та гетерохроматинових ділянок.

Гетерохроматинові і еухроматинові ділянки мають різні генетичні властивості. Перші майже не містять генів і спадково інертні, тоді як другі – складаються з генів і спадково активні. Штучне переміщення еухроматинових ділянок до інертних спричинює зміни прояву генів, які в них містяться. Гетерохроматинові ділянки розкидані по всій довжині хромосоми, але частіше розташовані поблизу центромери. В них частіше виникають розриви. Ніж у еухроматинових ділянках чи на межі з останніми [2,3].

Існують деякі види хромосом, які в основному складаються з гетерохроматину. До таких хромосом належать В- і У-хромосоми. Ці хромосоми, а також гетерохроматинові ділянки звичайних хромосом протягом всього клітинного циклу і особливо в інтерфазі можуть знаходитись у конденсованому – пікнотичному стані. У щитівок у такому стані можуть знаходитись цілі набори хромосом. Є припущення, що гетерохроматинові ділянки хромосом мають сильно спаралізований стан. Еухроматинові ділянки в інтерфазі деспіралізуються, що може вказувати на їх більш високу метаболітичну активність.

2.5. Політенні хромососми

Дуже цінною знахідкою для вчених цитологів та генетиків стала гігантська хромосома, яку вперше виявив італійський цитолог Є.Бальбіані в 1881р. у слинних залозах личинок хіраномуса. Пізніше така структура була виявлена в клітинах найпростіших, комах та синергідах деяких рослин, наприклад, у гороху. Найбільш типові гігантські хромосоми можна зустріти в слинних залозах мухи.

Утворюються такі хромосоми за рахунок того, що в клітинах алюмних залоз протягом періоду личинки не відбувається цитокінез, а реплікація хромосом здійснюється без їх розходження. Внаслідок такого ендомітозу хромосома набуває вигляду пучка хромонем, за що одержала назву політ енної.

Кожна гігантська хромосома може нараховувати до 800 хромонемних ниток, а завдяки соматичній кон’югації їх кількість збільшується вдвоє. При кон’югації гомологів хромонеми збігаються, утворюючи поперечні диски. Політенна хромосома в 100-200раз довша і в 1000раз товстіша від звичайних хромосом [5].

З відкриттям гігантських хромосом цитогенетика помітно збільшила можливості цитологічного контролю різноманітних генетичних процесів.