Diviziunea nucleului și a celulelor

Se compune din trei etape: interfază, mitoză și citokineză. Activitatea vitală a celulei are loc la începutul primei perioade a interfazei - perioada presynthetic sau G1, numită adesea perioada G0, pentru a-și desemna rolul funcțional special. Toate celelalte etape sunt într-un fel legate de împărțire. Pregătirea pentru fisiune, diviziune nucleară sau diviziune celulară.

Un rol deosebit în ciclul de viață îl joacă schimbarea ambalării materialului genetic, care ia forma filamentelor cromatinei, a moleculelor de ADN, a cromozomilor, a cromozomilor dubliți sau a cromatidelor. Varietatea termenilor care desemnează funcțional același element al nucleului este o necesitate care subliniază diferența lor structurală fundamentală.

Cromozomul metafazic

Cromozomii sunt cea mai condensată cromatină. Cea mai mare condensare a cromozomului este atinsă în perioada metafazei. În această stare, morfologia lor este cel mai bine dezvăluită, prin urmare, toate descrierile, ca regulă, se referă la cromozomii metafază. Acestea vor include trei caracteristici principale - număr, morfologie, dimensiune.

Numărul de cromozomi din diferite celule variază foarte mult. Celulele sexuale conțin un set de cromozomi haploid, somatic - un set diploid. Cel mai mic număr diploid posibil de cromozomi este de două: un astfel de număr este posedat de un cal ascarid. Două perechi de cromozomi au o plantă din familia compozitului Haploppapus gracilis. Multe specii de plante și animale au un număr mic de cromozomi. Cu toate acestea, există specii în care numărul de cromozomi depășește câteva sute și atinge o mie și jumătate. Astfel, recordul pentru numărul de specii sunt ferigi uzhovnik mesh ophioglossum reticulatum cu numarul de cromozomi 2n = 1260 și gustoryadny uzhovnik O.pycnpstichum (2n = 1320). La unii radiolarieni, numărul de cromozomi este de 1000-1500, în raci Astacus leptodactylis - 2n = 196.

Numerele cromozomiale sunt una dintre cele mai importante caracteristici ale speciei și sunt utilizate în rezolvarea multor probleme de taxonomie, filogenie, genetică, sarcini practice de selecție. Cel mai complet rezumat al numărului de cromozomi, inclusiv date despre 15 000 de specii de plante din flora lumii, este Atlasul numerelor cromozomilor din Darlington și Wylie, publicat în 1955.

Cromozomii în stadiul metafazei mitozei sunt structuri în formă de tijă de diferite lungimi cu grosimea de 0,5-1 um. Fiecare cromozom în acest punct constă în două cromozomi sau cromatide identice. Chromatidele sunt legate și ținute împreună în zona constricției primare. Această zonă este ușor de detectat în cromozomi. În regiunea primară de constricție, există aproximativ 110 nucleotide de ADN care nu se dublează în perioada care precedă diviziunea celulară și servesc ca un tip de încuietoare pentru două cromatide paralele. Secvența de ADN din regiunea constricției primare se numește centromere. Constricția primară împarte cromozomul în două brațe. Cromozomii cu umeri egali sau aproape egali se numesc metacentrici. Dacă umerii au o lungime inegală, atunci cromozomii sunt denumiți submetacentrici. Cromozomii sunt în formă de tijă, cu un braț secundar foarte aproape, aproape imperceptibil, desemnat ca fiind acrocentric. Unele cromozomi au o constricție secundară. Acesta este situat, de obicei, în apropierea capătului distal și separă o mică parte a umărului. În zona constricției secundare se află organizatorul nucleului.

Umerii cromozomilor se termină cu telomeres. Ele constau din multe secvențe ADN consecutive care sunt bogate în nucleotide de guanină și sunt aceleași în majoritatea organismelor. capetele Telomeric de cromozomi oferi ei discret, ei nu sunt capabili să comunice unul cu celălalt, în contrast cu capetele rupte de cromozomi care tind să „vindece rănile“, lipite între ele. Secvențele telomerice împiedică de asemenea scurtarea cromozomului care apare la fiecare ciclu de replicare a ADN-ului.

În cele din urmă, pentru ca o moleculă ADN să formeze un cromozom, trebuie să aibă trei elemente necesare. centromere Origine - care face legătura între gambă cu diviziunea cromozomilor, a doua - lungimea telomerilor si de a conserva discretia cromozomului, al treilea - prezența punctelor singulare, care începe cu o dublare a ADN-ului (originile replicării).

Dimensiunile cromozomilor, ca numărul lor, variază foarte mult. Cel mai mic cromozom gasit in unele plante dicotiledonate, cum ar fi in, ele sunt greu de studiat folosind un microscop optic, cromozom mic in protozoarelor multe, ciuperci, alge. Cele mai lungi cromozomi de insecte ortoptere, amfibieni, plante monocotiledonate, în particular, în crin. Dimensiunea celor mai mari cromozomi este de aproximativ 50 μm. Lungimea celor mai mici cromozomi este comparabilă cu grosimea lor.

Cromatină interfazică

Structura cromatinei în perioada interfazei G2 este o serie de bucle, fiecare conținând aproximativ 20 până la 100 mii de perechi de nucleotide. Proteina legată de ADN specific site-ului este localizată la baza buclei. Astfel de proteine recunosc anumite secvențe nucleotidice (situri) ale două secțiuni separate ale filamentului cromatinei și le aduc mai aproape de ele.

Cromatina din nucleul celulelor interfazice există în două stări, este cromatina difuză și cromatina condensată. Cromatina difuză este liberă, nu prezintă sigilii individuale, bucăți și filamente. Prezența cromatinei difuze indică o încărcare funcțională ridicată a celulei. Acesta este un cromatin activ sau euchromatin.

Cromatina condensată formează clustere, aglomerări, filamente, în mod special manifestate în mod clar de-a lungul periferiei nucleului. Acesta poate fi observat sub formă de fire, formând un fel de rețea în vrac, mai ales în plante. Acesta este heterocromatina. Este foarte compact și funcțional inactiv, inert. Aproximativ 90% din cromatina celulei este în această stare. De-a lungul lungimii heterocromatină cromozomului este distribuit neuniform, este concentrată în zonele okolotsentromernyh posibile și relativ scurte secțiuni ale heterocromatinei, împrăștiate pe lungimea cromozomului. Atunci când se divide o celulă, toată cromatina nucleară trece într-o stare condensată, formând cromozomi.

Cromatină după replicare

În timpul perioadei de sinteză, celula își reproduce foarte bine ADN-ul, dublându-l - replicarea ADN are loc. Rata de replicare în celulele bacteriene este de aproximativ 500 de nucleotide pe secundă, în celulele eucariote această rată este mai mică de aproximativ 10 ori.
Aceasta se datorează ambalării ADN-ului în nucleozomi și un grad ridicat de condensare.

Cromozomi la începutul anafazei

Compuse de cromozomi fire ax incepe in metafaza timpurie și joacă un rol important, până la sfârșitul anafaza. Pe centromele cromozomilor se formează un complex proteic, care în fotografii electronice arată ca o structură laminată în trei straturi - kinetochor. Ambele cromatide poartă un kinetochor, microtubulii de proteine ai fusului de fisiune se atașează la acesta. Metodele de genetică moleculară au arătat că informațiile care determină proiectarea specifică a kinetochorilor sunt cuprinse în secvența nucleotidică a ADN-ului din regiunea centromere. microtubuli atașate la kinetochores de cromozomi sunt foarte importante, ele sunt în primul rând, fiecare cromozom este orientat în raport cu ax, astfel încât cele două kinetocor au fost întoarse spre polii opuși ai celulei. În al doilea rând, microtubulii mișcă cromozomii astfel încât centromerele lor să fie în planul ecuatorului celulei.

Anaphase începe cu o divizare rapidă sincronă a tuturor cromozomilor în cromatide soratice, fiecare având propriul său kinetochor. Separarea cromozomilor în cromatide este asociată cu replicarea ADN în regiunea centromere. Replicarea unei astfel de zone mici are loc în câteva secunde. Semnalul la debutul de anafază provine din citozol, fiind asociat cu o creștere rapidă pe termen scurt a concentrației de ioni de calciu cu un factor de 10. Microscopia electronică a arătat că polii arborilor acumulează bule de membrană bogate în calciu.

Ca răspuns la un semnal de anafază, cromatidele sora încep să se deplaseze la poli. Aceasta se datorează în primul rând scurgerii tuburilor kinetochore, care trece prin depolimerizarea lor. Subunitățile sunt pierdute cu un cap plus, adică din partea kinetocorei, ca rezultat, kinetochorul se mută împreună cu cromozomul la pol.

Articole similare

Pagina anterioară