Головна |
Еукаріотична клітина (клітина грибів, рослин і тварин) є основною одиницею живого і здатна розмножуватися, видозмінюватися і реагувати на подразнення. Вона покрита цитоплазматичної мембраною, яка відіграє важливу роль в регулюванні складу клітинного вмісту, так як через неї проникають всі поживні речовини і продукти секреції.
Цитоплазма перебуває всередині цитоплазматичної мембрани, але поза ядра і являє собою гіалоплазму (рідку частину) і ергастоплазма (органели). Органели за будовою поділяють на мембранні і немембранні. Мембранами утворена ендоплазматична мережа (ЕРС), що заповнює більшу частину цитоплазми, мітохондрії, апарат Гольджі і лізосоми. Існує два типи ЕПС: гранулярна, до мембран якої прикріплено безліч рибосом - дрібних рібонуклеопротєїдних частинок, службовців місцем синтезу білка, і гладкий, що складається з одних тільки мембран.
Мітохондрії - тільця величиною 0,2-5 мкм (мікрометрів), форма якої варіює від сферичної до палочковидной і ниткоподібної. Мітохондрії зосереджені в тій частині клітини, де обмін речовин найбільш і інтенсивний. Кожна мітохондрія обмежена подвійною мембраною; зовнішній шар мембрани утворює гладку зовнішню поверхню, а від внутрішнього шару відходять численні складки - Крісті. Крісти містять ферменти, що беруть участь в системі перенесення електронів, яка відіграє найважливішу роль у перетворенні енергії поживних речовин в біологічно корисну енергію, необхідну для здійснення клітинних функцій. Полужидкое внутрішній вміст мітохондрії - матрикс - теж містить ферменти. Мітохондрії, головна функція яких полягає в формуванні енергії, образно називають електростанціями клітини.
Комплекс Гольджі - компонент цитоплазми, що зустрічається майже у всіх клітинах, крім зрілих сперміїв і червоних кров'яних тілець (еритроцитів), - є неупорядковану мережу канальців, що вистилають мембранами. Зазвичай він розташований близько ядра і оточує центріолі (немембранні органели цитоплазми, які відіграють важливу роль в клітинному розподілі, утворюючи веретено поділу). Комплекс Гольджі служить місцем тимчасового зберігання речовин, що виробляються в гранулярних ендоплазматичної мережі, а канальці комплексу з'єднані з плазматичноїмембраною.
Лізосоми - група внутрішньоклітинних органел, що зустрічаються в тваринних клітинах, подібні по величині з мітохондріями і являють собою обмежені мембраною тільця, які містять різноманітні ферменти, здатні гідролізувати макромолекулярні компоненти клітини. У разі проникнення в клітину чужорідної ДНК (вірусу) лізосоми виділяють в цитоплазму ферменти, що розщеплюють ДНК, - нуклеази, і тим самим виконують захисну функцію.
Кожна клітина містить ядро, яке служить важливим регулюючим центром клітини. Ядро містить спадкові чинники (гени), що визначають ознаки даного організму, і керує багатьма внутрішньоклітинними процесами. Ядерна оболонка (каріолемми) оточує ядро ??і відокремлює його від цитоплазми і регулює рух речовин з ядра і в ядро. Ядерний сік (каріоплазма) - полужидкое основна речовина ядра, в якому розміщується лише певну кількість ниткоподібних утворень, які називаються хромосомами. Хромосоми мають довгасту форму, складаються з двох хроматид з розташованої в тій чи іншій ділянці перетяжкой - центромерой. Центромера ділить хромосому на дві частини, звані плечима хромосоми. Зустрічаються равноплечіе хромосоми (метацентріческая), неравноплечіе (субметацентріческіе, акроцентріческіе). Довжина хромосоми варіює від 1 до 30 мкм. Більш ніж половину всієї маси хромосоми становить білок гистон, що володіє лужними властивостями внаслідок високої концентрації в ньому амінокислот аргініну і лізину. Хромосома містить деяку кількість білка, що має кислотні властивості. ДНК і РНК містяться в хромосомах в невеликих, але вимірних кількостях.
Гистон і ДНК об'єднані в структуру, яка називається хроматиновой ниткою, яка представляє собою подвійну спіраль ДНК, навколишнє гістонові стрижень; вона побудована з повторюваних одиниць (нуклеосом), в кожну з яких входять приблизно 200 пар основ ДНК і по дві молекули кожного з чотирьох гістонів.
Хроматиновой нитка зазвичай утворює спіраль діаметром близько 25 мкм. За здатністю забарвлюватися ядерними барвниками хроматіновие нитки поділяють на дві групи: еухроматин і гетерохроматин. Останній забарвлюється інтенсивніше.
Перед початком клітинного ділення велика частина хроматину ущільнюється, утворюючи хромосоми. Число хромосом в клітинних ядрах всіх особин будь-якого виду постійно і представляє собою один з його ознак. Зигота містить диплоїдний набір хромосом. Одинарний набір хромосом називають геномом. Набір хромосом, властивий тому чи іншому виду тварин називають каріотипом. Розрізняють пари аутосом і останню пару статевих хромосом.
У ядрі знаходиться сферичне тільце (одне або декілька), зване ядерцем. Ядерця зникають, коли клітина готується до поділу, а потім з'являються знову. У ядерцях синтезується рРНК (рибосомальная рибонуклеїнова кислота), з якої формуються частинки рибосом.
мітоз
Мітоз - це непрямий поділ соматичних клітин, при якому кожна з двох дочірніх клітин отримує таку ж кількість і ті ж типи хромосом, які мала материнська клітина. Проміжок часу між закінченням одного клітинного ділення і закінченням подальшого називають мітотичним циклом, який поділяється на мітоз і інтерфазу. Интерфаза включає тир періоду. У першому періоді інтерфази, що йде слідом за минулим митозом і позначається G1 (Пресинтетичний фаза), здійснюється синтез білків іРНК. Потім слід період синтезу ДНК (фаза S - синтетична), протягом якого кількість ДНК в ядрі клітини подвоюється. У постсинтетичний період (фаза G2) відбувається синтез РНК і білків (особливо ядерних) і накопичується енергія для наступного мітозу.
Мітоз ділиться на чотири стадії: профазу, метафазу, анафазу і телофазу. У першій стадії мітозу - профазе - відбувається формування хромосом. Кожна хромосома складається з двох хроматид, спірально закручених один щодо одного. Хроматиди товщають і коротшають в результаті процесу внутрішньої спирализации.
Починає виявлятися слабо забарвлена ??і менш конденсована область хромосоми - центромера. Під час профази ядерця поступово зменшуються в розмірах, поки врешті-решт їх матеріал не диспергується. Ядерна оболонка також розпадається, і хромосоми опиняються в цитоплазмі. У цей час центриоль ділиться і дочірні центриоли розходяться в протилежні кінці клітини. Від кожної центріолі відходять тонкі нитки у вигляді променів; між центриолями формуються нитки веретена поділу. Після руйнування ядерної оболонки кожна хромосома прикріплюється до ниток веретена за допомогою своєї центромери.
Хромосоми шикуються в площині екватора, утворюючи метафазну платівку, і починається наступний період мітозу - метафаза. Центромера ділиться, і хроматиди перетворюються в дві абсолютно відокремлені дочірні хромосоми. Розподіл центромер відбувається одночасно у всіх хромосомах.
Центромери розщеплюються і це вже початок анафази. Вишикувавшись уздовж екватора хромосоми (сестринські хроматиди) одразу ж починають розходитися до різних полюсів клітини.
Телофаза починається з моменту досягнення хромосомами полюсів. Хромосоми повертаються в стан, при якому видно лише хроматіновие нитки або гранули; навколо кожного дочірнього ядра утворюється ядерна оболонка. На цьому завершується поділ ядра, зване кариокинезом, за яким слід поділ тіла клітини, або цитокинез.
У більшості типів клітин весь процес мітозу займає одну-дві години. Регулярний і упорядкований митотический процес забезпечує передачу генетичної інформації кожному з дочірніх ядер; в результаті кожна клітина містить генетичну інформацію про всі ознаки організму.
мейоз
Мейоз (від грец. Зменшення) був відкритий В. Флеммінгом у тварин в 1882 році. Мейоз - це скорочене ім'я розподіл статевих клітин (яйцеклітин і сперматозоїдів). Мейоз складається з двох клітинних поділів, при яких число хромосом зменшується вдвічі, так що гамети отримують удвічі менше хромосом, ніж інші клітини тіла. Відмінною особливістю першого поділу мейозу є складна і сильно розтягнута за часом профази I, в якій виділяють п'ять стадій: Лептотена, Зиготена, Пахітена, діплотена і діакінеза. Лептотена (стадія тонких ниток) - початок конденсації хромосом, в цілому нагадує ранню профазу мітозу, відрізняючись більш тонкими хромосомами і великими ядрами. Зиготена (стадія зливаються ниток) - зближення і початок коньюгации (попарного тимчасового зближення гомологічних хромосом, при якому можливий обмін їх гомологічними ділянками - кросинговер) гомологічних (подібних) хромосом; до кінця її все гомологи об'єднуються в біваленти (двійні гомологічниххромосом). У пахітене (стадія товстих ниток) відбувається кросинговер. Диплотена (стадія подвійних ниток, або стадія чотирьох хроматид) починається взаємним відштовхуванням гомологів і появою хіазм (місця з'єднання хроматид різних хромосом); у переважної більшості організмів в діплотене відбувається подальша спирализация хромосом і редукція числа ядерець. Завершується обмін гомологічними ділянками хроматид. Для діакінеза (стадія відокремлення подвійних ниток) характерні зменшення числа хиазм і значна компактність бівалентов. Біваленти гомологічниххромосом відходять до периферії ядра, так, що їх легко підрахувати. На цьому завершується профази I.
Метафаза I починається з моменту зникнення ядерної оболонки. Біваленти розташовуються в екваторіальній площині клітини. Формується веретено поділу.
У анафазе I починається рух гомологічних хромосом до полюсів клітини. Тобто саме в анафазе відбувається редукція - скорочення числа хромосом.
Телофаза I характеризується відокремленням двох дочірніх ядер. Її нерідко розглядають як стан спокою між двома поділами мейозу інтеркінез.
Друге поділ мейозу відбувається в обох дочірніх ядрах так само, як і в мітозі. Моновалентною хромосоми (кожна з яких складається з двох хроматид) скорочуються (профази II) і орієнтуються по екватору (метафаза II). Виникає веретено поділу з ахроматинового ниток. У стадії анафази II хроматиди відокремлюються одна від одної і швидко розходяться до різних полюсів. У телофазе II відбуваються утворення ядер, деспіралізация хромосом. В результаті двох послідовних поділів мейозу з однієї вихідної диплоїдної клітини утворюються 4 гаплоїдні генетично різнорідні клітини.
Лекція 1 Предмет ветеринарна генетика і її завдання. генетика популяцій | гаметогенез
Лекція 3 Молекулярні основи спадковості | Лекція 6. Мутационная мінливість | Класифікація мутацій | Лекція 7 Основи біохімічної генетики | Властивості генетичного коду 1 сторінка | Властивості генетичного коду 2 сторінка | Властивості генетичного коду 3 сторінка | Властивості генетичного коду 4 сторінка | Властивості генетичного коду 5 сторінка |