Kromosomu ni nini katika ufafanuzi wa biolojia. Muundo wa chromosomes. Masharti ya nadharia ya kromosomu ya urithi

Ya nje
16.01.2024

Kromosomu ni mkusanyiko mrefu, uliopangwa wa jeni ambao hubeba habari kuhusu urithi na huundwa kutoka kwa kufupishwa. Chromatin imeundwa na DNA na protini ambazo zimefungwa pamoja ili kuunda nyuzi za chromatin. Nyuzi za chromatin zilizofupishwa huunda chromosomes. Chromosomes ziko ndani yetu. Seti za kromosomu huungana pamoja (moja kutoka kwa mama na moja kutoka kwa baba) na hujulikana kama .

Mpango wa muundo wa kromosomu katika hatua ya metaphase

Kromosomu ambazo hazijarudiwa zina mshororo mmoja na zinajumuisha eneo linalounganisha mikono ya kromosomu. Mkono mfupi unaonyeshwa na barua uk, na ile ndefu ni barua q. Maeneo ya mwisho ya kromosomu huitwa telomeres, ambayo yanajumuisha mfululizo wa DNA usio na coding ambao hufupishwa wakati wa mgawanyiko wa seli.

Kurudia kwa kromosomu

Urudiaji wa kromosomu hutokea kabla ya michakato ya mgawanyiko kupitia au. Michakato ya urudufishaji wa DNA huruhusu idadi sahihi ya kromosomu kudumishwa baada ya seli kuu kugawanyika. Kromosomu iliyorudiwa ina kromosomu mbili zinazofanana, zinazoitwa kromosomu, ambazo zimeunganishwa kwenye centromere. Akina dada hubaki pamoja hadi mwisho wa mchakato wa kugawanya, ambapo hutenganishwa na nyuzi za spindle na kufungwa ndani. Mara tu chromatidi zilizounganishwa zimetenganishwa kutoka kwa kila mmoja, kila mmoja wao huwa.

Chromosomes na mgawanyiko wa seli

Moja ya vipengele muhimu zaidi vya mgawanyiko wa seli uliofanikiwa ni usambazaji sahihi wa chromosomes. Katika mitosis, hii inamaanisha kuwa kromosomu lazima zisambazwe kati ya seli mbili za binti. Katika meiosis, chromosomes husambazwa kati ya seli nne za binti. Spindle inawajibika kwa kusonga chromosomes wakati wa mgawanyiko wa seli.

Aina hii ya harakati ya seli inahusisha mwingiliano kati ya mikrotubuli ya spindle na protini za injini zinazofanya kazi pamoja ili kutenganisha kromosomu. Ni muhimu kwamba idadi sahihi ya chromosomes ihifadhiwe katika seli za binti. Hitilafu zinazotokea wakati wa mgawanyiko wa seli zinaweza kusababisha nambari za kromosomu zisizo na usawa, kuwa na kromosomu nyingi au zisizo za kutosha. Ugonjwa huu usio wa kawaida unajulikana kama aneuploidy na unaweza kutokea kwenye kromosomu za autosomal wakati wa mitosis au kwenye kromosomu za ngono wakati wa meiosis. Ukosefu wa kawaida katika nambari za kromosomu unaweza kusababisha kasoro za kuzaliwa, matatizo ya maendeleo na kifo.

Chromosomes na uzalishaji wa protini

Uzalishaji wa protini ni mchakato muhimu wa seli ambayo inategemea DNA na chromosomes. DNA ina sehemu zinazoitwa jeni zinazoweka kanuni za protini. Wakati wa utengenezaji wa protini, DNA haijajeruhiwa na sehemu zake za usimbaji hunakiliwa katika nakala ya RNA. Nakala ya RNA kisha hutafsiriwa kuunda protini.

Mabadiliko ya kromosomu

Mabadiliko ya kromosomu ni mabadiliko yanayotokea katika kromosomu na kwa kawaida huwa ni matokeo ya hitilafu zinazotokea wakati wa meiosis au zinapokabiliwa na mutajeni kama vile kemikali au mionzi.

Kuvunjika na kurudia kwa kromosomu kunaweza kusababisha aina kadhaa za mabadiliko ya muundo wa kromosomu ambayo kwa kawaida huwa hatari kwa binadamu. Aina hizi za mabadiliko husababisha kromosomu zilizo na jeni za ziada ambazo ziko katika mfuatano usio sahihi. Mabadiliko yanaweza pia kuzalisha seli zilizo na idadi isiyo sahihi ya kromosomu. Nambari zisizo za kawaida za kromosomu kwa kawaida hutokana na kutoungana au kukatizwa kwa kromosomu za homologous wakati wa meiosis.

Chromosome ni muundo unaofanana na uzi ulio na DNA katika kiini cha seli, ambayo hubeba jeni, vitengo vya urithi, vilivyopangwa kwa mpangilio wa mstari. Wanadamu wana jozi 22 za kromosomu za kawaida na jozi moja ya kromosomu za ngono. Mbali na jeni, chromosomes pia zina vipengele vya udhibiti na mlolongo wa nucleotide. Wanaweka protini zinazofunga DNA zinazodhibiti kazi za DNA. Inashangaza, neno "chromosome" linatokana na neno la Kigiriki "chrome", linalomaanisha "rangi". Chromosome zilipokea jina hili kwa sababu zina uwezo wa kupakwa rangi katika toni tofauti. Muundo na asili ya chromosomes hutofautiana kutoka kwa kiumbe hadi kiumbe. Chromosomes ya binadamu daima imekuwa suala la maslahi ya mara kwa mara kwa watafiti wanaofanya kazi katika uwanja wa genetics. Sababu nyingi ambazo zimedhamiriwa na chromosomes za binadamu, hali isiyo ya kawaida ambayo wanawajibika, na asili yao ngumu imevutia umakini wa wanasayansi wengi.

Ukweli wa kuvutia juu ya chromosomes ya binadamu

Seli za binadamu zina jozi 23 za kromosomu za nyuklia. Chromosomes huundwa na molekuli za DNA ambazo zina jeni. Molekuli ya DNA ya kromosomu ina mifuatano mitatu ya nyukleotidi inayohitajika kwa urudufishaji. Wakati kromosomu zimetiwa rangi, muundo wa bande wa kromosomu za mitotiki huonekana. Kila strip ina jozi nyingi za DNA nucleotide.

Binadamu ni spishi zinazozalisha ngono na seli za somati za diploidi zilizo na seti mbili za kromosomu. Seti moja hurithiwa kutoka kwa mama, wakati nyingine ni ya kurithi kutoka kwa baba. Seli za uzazi, tofauti na seli za mwili, zina seti moja ya kromosomu. Kuvuka kati ya chromosomes husababisha kuundwa kwa chromosomes mpya. Chromosome mpya hazirithiwi kutoka kwa mzazi yeyote. Hii inachangia ukweli kwamba sio sisi sote tunaonyesha sifa ambazo tunapokea moja kwa moja kutoka kwa mmoja wa wazazi wetu.

Chromosome za Autosomal hupewa nambari kutoka 1 hadi 22 kwa mpangilio wa kushuka kadiri saizi yao inavyopungua. Kila mtu ana seti mbili za kromosomu 22, kromosomu X kutoka kwa mama na kromosomu X au Y kutoka kwa baba.

Hali isiyo ya kawaida katika maudhui ya kromosomu ya seli inaweza kusababisha matatizo fulani ya kijeni kwa watu. Ukosefu wa kromosomu kwa watu mara nyingi huwajibika kwa maendeleo ya magonjwa ya maumbile kwa watoto wao. Wale ambao wana upungufu wa chromosomal mara nyingi ni flygbolag za ugonjwa huo, wakati watoto wao huendeleza ugonjwa huo.

Kupotoka kwa kromosomu (mabadiliko ya kimuundo katika kromosomu) husababishwa na sababu mbalimbali, ambazo ni kufutwa au kurudia kwa sehemu ya kromosomu, ubadilishaji, ambayo ni mabadiliko katika mwelekeo wa kromosomu kwenda kinyume, au uhamisho, ambapo sehemu ya kromosomu iko. kung'olewa na kushikamana na kromosomu nyingine.

Nakala ya ziada ya kromosomu 21 inawajibika kwa ugonjwa wa kijeni unaojulikana sana uitwao Down syndrome.

Trisomy 18 husababisha ugonjwa wa Edwards, ambao unaweza kusababisha kifo katika utoto.

Kufutwa kwa sehemu ya kromosomu ya tano husababisha ugonjwa wa kijeni unaojulikana kama Ugonjwa wa Cri-Cat. Watu walioathiriwa na ugonjwa huu mara nyingi huwa na ulemavu wa akili na kilio chao katika utoto kinafanana na paka.

Matatizo yanayosababishwa na hitilafu za kromosomu ya ngono ni pamoja na ugonjwa wa Turner, ambapo sifa za kijinsia za kike zipo lakini zinazojulikana na maendeleo duni, pamoja na dalili za XXX kwa wasichana na dalili za XXY kwa wavulana, ambazo husababisha dyslexia kwa watu walioathirika.

Chromosomes ziligunduliwa kwanza katika seli za mimea. Monograph ya Van Beneden juu ya mayai ya minyoo iliyorutubishwa ilisababisha utafiti zaidi. August Weissman baadaye alionyesha kwamba mstari wa vijidudu ulikuwa tofauti na soma na kugundua kwamba nuclei za seli zilikuwa na nyenzo za urithi. Pia alipendekeza kuwa mbolea husababisha kuundwa kwa mchanganyiko mpya wa chromosomes.

Ugunduzi huu ukawa msingi katika uwanja wa genetics. Watafiti tayari wamekusanya kiasi kikubwa cha ujuzi kuhusu kromosomu na jeni za binadamu, lakini bado kuna mengi ya kugunduliwa.

Video

Leo tutachunguza pamoja swali la kuvutia kuhusu biolojia ya kozi ya shule, yaani: aina za chromosomes, muundo wao, kazi zilizofanywa, na kadhalika.

Kwanza unahitaji kuelewa ni nini, chromosome? Hili ndilo jina la kawaida la vipengele vya kimuundo vya kiini katika seli za yukariyoti. Ni chembe hizi ambazo zina DNA. Mwisho una habari ya urithi ambayo hupitishwa kutoka kwa kiumbe cha mzazi hadi kwa wazao. Hii inawezekana kwa msaada wa jeni (vitengo vya miundo ya DNA).

Kabla ya kuangalia aina za chromosome kwa undani, ni muhimu kufahamiana na maswala kadhaa. Kwa mfano, kwa nini wanaitwa na neno hili? Nyuma mwaka wa 1888, mwanasayansi V. Waldeyer aliwapa jina hili. Ikiwa tunatafsiri kutoka kwa Kigiriki, basi halisi tunapata rangi na mwili. Je, hii inahusiana na nini? Unaweza kujua katika makala. Pia ni ya kuvutia sana kwamba DNA ya mviringo katika bakteria inaitwa chromosomes. Na hii licha ya ukweli kwamba muundo wa mwisho na chromosomes ya eukaryotes ni tofauti sana.

Hadithi

Kwa hiyo, ikawa wazi kwetu kwamba chromosome ni muundo uliopangwa wa DNA na protini ambayo iko katika seli. Inashangaza sana kwamba kipande kimoja cha DNA kina chembe nyingi za urithi na vipengele vingine vinavyosimba habari zote za urithi za kiumbe hicho.

Kabla ya kuzingatia aina za chromosomes, tunashauri kuzungumza kidogo kuhusu historia ya maendeleo ya chembe hizi. Na kwa hivyo, majaribio ambayo mwanasayansi Theodore Boveri alianza kufanya nyuma katikati ya miaka ya 1880 yalionyesha uhusiano kati ya chromosomes na urithi. Wakati huo huo, Wilhelm Roux aliweka mbele nadharia ifuatayo - kila kromosomu ina mzigo tofauti wa maumbile. Nadharia hii ilijaribiwa na kuthibitishwa na Theodore Boveri.

Shukrani kwa kazi ya Gregor Mendel katika miaka ya 1900, Boveri aliweza kufuatilia uhusiano kati ya sheria za urithi na tabia ya chromosomes. Ugunduzi wa Boveri uliweza kuathiri wanasaikolojia wafuatao:

  • Edmund Beecher Wilson.
  • Walter Sutton.
  • Theophilus Mchoraji.

Kazi ya Edmund Wilson ilikuwa kuunganisha nadharia za Boveri na Sutton, ambazo zimefafanuliwa katika kitabu The Cell in Development and Heredity. Kazi hiyo ilichapishwa karibu 1902 na ilijitolea kwa nadharia ya kromosomu ya urithi.

Urithi

Na dakika moja zaidi ya nadharia. Katika kazi zake, mtafiti Walter Sutton aliweza kujua ni kromosomu ngapi ziko kwenye kiini cha seli. Ilikuwa tayari alisema mapema kwamba mwanasayansi alizingatia chembe hizi kuwa wabebaji wa habari za urithi. Kwa kuongeza, Walter aligundua kwamba chromosomes zote zinajumuisha jeni, na wao ni wahalifu kwamba mali na kazi za wazazi hupitishwa kwa watoto.

Sambamba, kazi ilifanywa na Theodore Boveri. Kama ilivyoelezwa hapo awali, wanasayansi wote wawili walichunguza maswali kadhaa:

  • usambazaji wa habari za urithi;
  • uundaji wa masharti kuu juu ya jukumu la chromosomes.

Nadharia hii sasa inaitwa nadharia ya Boveri-Sutton. Uendelezaji wake zaidi ulifanyika katika maabara ya mwanabiolojia wa Marekani Thomas Morgan. Kwa pamoja, wanasayansi waliweza:

  • kuanzisha mifumo ya uwekaji wa jeni katika vipengele hivi vya kimuundo;
  • kuendeleza hifadhidata ya cytological.

Muundo

Katika sehemu hii tunapendekeza kuzingatia muundo na aina za chromosomes. Kwa hivyo, tunazungumza juu ya seli za kimuundo zinazohifadhi na kusambaza habari za urithi. Je, chromosomes hutengenezwa na nini? Kutoka kwa DNA na protini. Kwa kuongeza, sehemu za chromosomes huunda chromatin. Protini zina jukumu muhimu katika ufungaji wa DNA kwenye kiini cha seli.

Kipenyo cha kiini haizidi microns tano, na DNA imejaa kabisa ndani ya kiini. Kwa hivyo, DNA katika kiini ina muundo wa kitanzi unaoungwa mkono na protini. Wakati huo huo, mwisho hutambua mlolongo wa nucleotide ili kuwaleta karibu. Ikiwa utajifunza muundo wa chromosomes chini ya darubini, basi wakati mzuri wa hii ni metaphase ya mitosis.

Chromosome ina sura ya fimbo ndogo, ambayo inajumuisha chromatidi mbili. Mwisho unashikiliwa na centromere. Pia ni muhimu sana kutambua kwamba kila chromatid ya mtu binafsi ina loops za chromatin. Chromosomes zote zinaweza kuwa katika mojawapo ya hali mbili:

  • hai;
  • asiyefanya kazi.

Fomu

Sasa tutaangalia aina zilizopo za chromosomes. Katika sehemu hii unaweza kujua ni aina gani za chembe hizi zipo.

Chromosomes zote zina muundo wao wa kibinafsi. Kipengele tofauti ni sifa za kuchorea. Ikiwa unasoma mofolojia ya kromosomu, kuna mambo muhimu ya kuzingatia:

  • eneo la katikati;
  • urefu wa bega na msimamo.

Kwa hivyo, kuna aina kuu zifuatazo za chromosomes:

  • chromosomes ya metacentric (kipengele chao tofauti ni eneo la centromere katikati, fomu hii pia inaitwa silaha sawa);
  • submetacentric (kipengele tofauti ni kuhamishwa kwa kizuizi kwa upande mmoja, jina lingine ni mabega yasiyo sawa);
  • acrocentric (kipengele tofauti ni uwepo wa centromere karibu mwisho mmoja wa chromosome, jina lingine ni umbo la fimbo);
  • dotted (walipokea jina hili kutokana na ukweli kwamba sura yao ni vigumu sana kuamua, ambayo ni kutokana na ukubwa wao mdogo).

Kazi

Bila kujali aina ya chromosomes kwa wanadamu na viumbe vingine, chembe hizi hufanya kazi nyingi tofauti. Unaweza kusoma kile tunachozungumzia katika sehemu hii ya makala.

  • Katika kuhifadhi habari za urithi. Chromosomes ni wabebaji wa habari za maumbile.
  • Katika usambazaji wa habari za urithi. Habari ya urithi hupitishwa kupitia uigaji wa molekuli ya DNA.
  • Katika utekelezaji wa taarifa za urithi. Shukrani kwa uzazi wa aina moja au nyingine ya mRNA, na, ipasavyo, aina moja au nyingine ya protini, udhibiti unafanywa juu ya michakato yote ya maisha ya seli na viumbe vyote.

DNA na RNA

Tuliangalia ni aina gani za chromosomes zipo. Sasa tunaendelea na utafiti wa kina wa jukumu la DNA na RNA. Ni muhimu sana kutambua kwamba ni asidi ya nucleic ambayo hufanya juu ya asilimia tano ya molekuli ya seli. Wanaonekana kwetu kama mononucleotides na polynucleotides.

Kuna aina mbili za asidi ya nucleic:

  • DNA, ambayo inasimama kwa asidi deoxyribonucleic;
  • RNA, nakala - asidi ya ribonucleic.

Kwa kuongeza, ni muhimu kukumbuka kwamba polima hizi zinajumuisha nucleotides, yaani, monomers. Monomeri hizi katika DNA na RNA kimsingi zinafanana katika muundo. Kila nucleotidi ya mtu binafsi pia inajumuisha vipengele kadhaa, au tuseme vitatu, vinavyounganishwa na vifungo vikali.

Sasa kidogo juu ya jukumu la kibaolojia la DNA na RNA. Kuanza, ni muhimu kutambua kwamba aina tatu za RNA zinaweza kupatikana kwenye seli:

  • habari (kuondoa habari kutoka kwa DNA, kutenda kama matrix ya usanisi wa protini);
  • usafiri (husafirisha amino asidi kwa ajili ya awali ya protini);
  • ribosomal (inashiriki katika biosynthesis ya protini na malezi ya muundo wa ribosome).

Je, jukumu la DNA ni nini? Chembe hizi huhifadhi taarifa za urithi. Sehemu za mlolongo huu zina mlolongo maalum wa besi za nitrojeni, ambazo zinawajibika kwa sifa za urithi. Kwa kuongeza, jukumu la DNA ni kusambaza sifa hizi wakati wa mgawanyiko wa nyuklia wa seli. Kwa msaada wa RNA, awali ya RNA inafanywa katika seli, kutokana na ambayo protini hutengenezwa.

Seti ya kromosomu

Kwa hivyo tunaangalia aina za kromosomu, seti za kromosomu. Wacha tuendelee kwenye uzingatiaji wa kina wa suala kuhusu seti ya kromosomu.

Idadi ya vipengele hivi ni kipengele cha tabia ya aina. Wacha tuchukue nzi wa Drosophila kama mfano. Ana jumla ya wanane, wakati nyani wana arobaini na nane. Mwili wa mwanadamu una chromosomes arobaini na sita. Mara moja tunatoa mawazo yako kwa ukweli kwamba idadi yao ni sawa kwa seli zote za mwili.

Kwa kuongeza, ni muhimu kuelewa kwamba kuna aina mbili zinazowezekana za chromosomes:

  • diploid (tabia ya seli za eukaryotic, ni seti kamili, yaani, 2n, iliyopo katika seli za somatic);
  • haploid (nusu ya seti kamili, ambayo ni, n, iko kwenye seli za vijidudu).

Unahitaji kujua kwamba chromosomes huunda jozi, wawakilishi ambao ni homologues. Neno hili linamaanisha nini? Homologous ni chromosomes ambazo zina sura sawa, muundo, eneo la centromere, na kadhalika.

Chromosomes za ngono

Sasa tutaangalia kwa karibu aina inayofuata ya chromosomes - chromosomes ya ngono. Hii sio moja, lakini jozi ya chromosomes, tofauti katika watu wa kiume na wa kike wa aina moja.

Kama sheria, moja ya viumbe (kiume au kike) ina chromosomes mbili zinazofanana, kubwa za X, na genotype ni XX. Mtu wa jinsia nyingine ana kromosomu moja ya X na kromosomu Y ndogo kidogo. Katika kesi hii, genotype ni XY. Pia ni muhimu kutambua kwamba katika baadhi ya matukio malezi ya jinsia ya kiume hutokea kwa kukosekana kwa chromosomes moja, yaani, genotype X0.

Masomo otomatiki

Hizi ni chembe zilizooanishwa katika viumbe vilivyo na uamuzi wa jinsia ya kromosomu ambazo ni sawa kwa wanaume na wanawake. Ili kuiweka kwa urahisi zaidi, chromosomes zote (isipokuwa kromosomu za ngono) ni autosomes.

Tafadhali kumbuka kuwa uwepo, nakala na muundo hautegemei kwa njia yoyote juu ya jinsia ya eukaryote. Autosomes zote zina nambari ya serial. Ikiwa tunachukua mtu, basi jozi ishirini na mbili (chromosomes arobaini na nne) ni autosomes, na jozi moja (chromosomes mbili) ni chromosomes ya ngono.

Mafunzo ya video 1: Mgawanyiko wa seli. Mitosis

Mafunzo ya video 2: Meiosis. Awamu za meiosis

Mhadhara: Seli ni sehemu ya maumbile ya kiumbe hai. Chromosomes, muundo wao (sura na ukubwa) na kazi

Kiini - kitengo cha maumbile ya viumbe hai

Kitengo cha msingi cha maisha ni seli ya mtu binafsi. Ni katika kiwango cha seli ndipo michakato hutokea ambayo hutofautisha vitu vilivyo hai na vitu visivyo hai. Katika kila seli, habari ya urithi juu ya muundo wa kemikali ya protini ambayo lazima iunganishwe ndani yake huhifadhiwa na kutumika kwa nguvu, na kwa hivyo inaitwa kitengo cha maumbile cha walio hai. Hata anucleate seli nyekundu za damu katika hatua za awali za kuwepo kwao zina mitochondria na kiini. Tu katika hali ya kukomaa hawana miundo ya awali ya protini.

Hadi sasa, sayansi haijui seli zozote ambazo hazina DNA au RNA kama mtoaji wa habari za jenomiki. Kwa kutokuwepo kwa nyenzo za maumbile, seli haina uwezo wa awali ya protini, na kwa hiyo maisha.

DNA haipatikani tu katika viini; molekuli zake ziko katika kloroplast na mitochondria hizi zinaweza kuzidisha ndani ya seli.

DNA katika seli hupatikana kwa namna ya chromosomes - tata ya protini-nucleic asidi complexes. Chromosome za eukaryotic zimewekwa ndani ya kiini. Kila moja yao ni muundo tata wa:

    Molekuli pekee ya muda mrefu ya DNA, mita 2 ambayo imefungwa ndani ya muundo wa compact kupima (kwa wanadamu) hadi microns 8;

    Protini maalum za histone, ambazo jukumu lake ni kupakia chromatin (dutu ya kromosomu) kwenye umbo linalojulikana la umbo la fimbo;

Chromosomes, muundo wao (sura na ukubwa) na kazi


Ufungashaji huu mnene wa nyenzo za urithi hutolewa na seli kabla ya kugawanyika. Ni wakati huu kwamba chromosomes zilizojaa zilizojaa zinaweza kuchunguzwa chini ya darubini. DNA inapokunjwa kuwa kromosomu changamano zinazoitwa heterochromatin, RNA ya mjumbe haiwezi kuunganishwa. Katika kipindi cha kuongezeka kwa wingi wa seli na ukuaji wake wa awamu, kromosomu ziko katika hali iliyojaa kidogo, ambayo inaitwa interchromatin na ndani yake mRNA imeundwa na uigaji wa DNA hutokea.

Vipengele kuu vya muundo wa chromosome ni:

    Centromere. Hii ni sehemu ya kromosomu yenye mlolongo maalum wa nyukleotidi. Inaunganisha chromatidi mbili na inashiriki katika kuunganisha. Ni kwa hili kwamba filaments za protini za zilizopo za spindle za mgawanyiko wa seli zimeunganishwa.

    Telomeres. Hizi ni sehemu za mwisho za chromosomes ambazo hazina uwezo wa kuunganishwa na chromosomes nyingine zina jukumu la kinga. Zinajumuisha sehemu zinazorudiwa-rudiwa za DNA maalum ambazo hufanyiza changamano na protini.

    Pointi za uanzishaji wa urudufishaji wa DNA.

Kromosomu za Prokaryotic ni tofauti sana na zile za yukariyoti, zikiwa ni miundo iliyo na DNA iliyoko kwenye saitoplazimu. Kijiometri, wao ni molekuli ya pete.

Seti ya chromosome ya seli ina jina lake - karyotype. Kila aina ya kiumbe hai ina muundo wake wa tabia, nambari na sura ya chromosomes.

Seli za somatiki zina seti ya kromosomu ya diploidi (mbili), ambayo nusu yake hupokelewa kutoka kwa kila mzazi.

Chromosomes zinazohusika na usimbaji wa protini zinazofanya kazi sawa huitwa homologous. Ploidy ya seli inaweza kuwa tofauti - kama sheria, gametes katika wanyama ni haploid. Katika mimea, polyploidy kwa sasa ni jambo la kawaida, linalotumiwa katika uundaji wa aina mpya kama matokeo ya mseto. Ukiukaji wa kiasi cha ploidy katika wanyama wenye damu joto na wanadamu husababisha magonjwa makubwa ya kuzaliwa kama vile Down Down (uwepo wa nakala tatu za chromosome 21). Mara nyingi, ukiukwaji wa chromosomal husababisha kutokuwa na uwezo wa kiumbe.

Kwa wanadamu, seti kamili ya chromosome ina jozi 23. Idadi kubwa zaidi inayojulikana ya chromosomes, 1600, ilipatikana katika viumbe rahisi zaidi vya planktonic, radiolarians. Mchwa aina ya bulldog weusi wa Australia wana seti ndogo zaidi ya kromosomu - 1 pekee.

Mzunguko wa maisha ya seli. Awamu za mitosis na meiosis


Interphase, kwa maneno mengine, kipindi cha muda kati ya migawanyiko miwili inafafanuliwa na sayansi kuwa mzunguko wa maisha wa seli.

Wakati wa interphase, michakato muhimu ya kemikali hutokea katika seli, inakua, inakua, na kukusanya vitu vya hifadhi. Maandalizi ya uzazi yanahusisha mara mbili ya yaliyomo - organelles, vacuoles na maudhui ya lishe, na kiasi cha cytoplasm. Ni shukrani kwa mgawanyiko, kama njia ya kuongeza haraka idadi ya seli, kwamba maisha marefu, uzazi, ongezeko la ukubwa wa mwili, kuishi kwake kutoka kwa majeraha na kuzaliwa upya kwa tishu kunawezekana. Hatua zifuatazo zinajulikana katika mzunguko wa seli:

    Interphase. Muda kati ya mgawanyiko. Kwanza, seli inakua, basi idadi ya organelles, kiasi cha vitu vya hifadhi huongezeka, na protini zinaunganishwa. Katika sehemu ya mwisho ya interphase, chromosomes ziko tayari kwa mgawanyiko unaofuata - zinajumuisha jozi ya chromatidi za dada.

    Mitosis. Hili ni jina la moja ya njia za mgawanyiko wa nyuklia, tabia ya seli za mwili (somatic), wakati seli 2 zinapatikana kutoka kwa moja, na seti inayofanana ya nyenzo za maumbile.

Gametogenesis ina sifa ya meiosis. Seli za prokaryotic zimehifadhi njia ya zamani ya uzazi - mgawanyiko wa moja kwa moja.

Mitosis ina awamu 5 kuu:

    Prophase. Mwanzo wake unachukuliwa kuwa wakati ambapo chromosomes hujaa sana hivi kwamba zinaonekana kwa darubini. Pia, kwa wakati huu, nucleoli huharibiwa na spindle huundwa. Microtubules imeanzishwa, muda wa kuwepo kwao hupungua hadi sekunde 15, lakini kiwango cha malezi pia huongezeka kwa kiasi kikubwa. Centrioles hutengana kwa pande tofauti za seli, na kutengeneza idadi kubwa ya microtubules za protini zilizoundwa kila wakati na kutengana, ambazo huenea kutoka kwao hadi centromeres ya chromosomes. Hivi ndivyo spindle ya fission inavyoundwa. Miundo ya utando kama vile vifaa vya ER na Golgi hugawanyika katika vilengelenge na mirija tofauti, ambayo iko kwa nasibu kwenye saitoplazimu. Ribosomu hutenganishwa na utando wa ER.

    Metaphase. Sahani ya metaphase huundwa, inayojumuisha chromosomes zilizosawazishwa katikati ya seli kwa juhudi za vijiumbe vya centriole vilivyo kinyume, kila mmoja akiwavuta kwa mwelekeo wake. Wakati huo huo, awali na kutengana kwa microtubules huendelea, aina ya "bulkhead" yao. Awamu hii ndiyo ndefu zaidi.

  • Anaphase. Nguvu za mikrotubuli hukata miunganisho ya kromosomu katika eneo la centromere na kuzinyoosha kwa nguvu kuelekea kwenye nguzo za seli. Katika kesi hiyo, chromosomes wakati mwingine huchukua V-umbo kutokana na upinzani wa cytoplasm. Pete ya nyuzi za protini inaonekana katika eneo la sahani ya metaphase.
  • Telophase. Mwanzo wake unachukuliwa kuwa wakati ambapo chromosomes hufikia nguzo za mgawanyiko. Mchakato wa urejesho wa miundo ya membrane ya ndani ya seli huanza - ER, vifaa vya Golgi, na kiini. Chromosomes zimefunguliwa. Nucleoli hukusanyika na awali ya ribosome huanza. Spindle ya fission hutengana.
  • Cytokinesis. Awamu ya mwisho ambayo pete ya protini inayoonekana katika eneo la kati la seli huanza kupungua, kusukuma cytoplasm kuelekea miti. Kiini hugawanyika katika mbili na pete ya protini ya membrane ya seli huundwa mahali.

Vidhibiti vya mchakato wa mitosis ni tata maalum za protini. Matokeo ya mgawanyiko wa mitotic ni jozi ya seli zilizo na habari sawa ya maumbile. Katika seli za heterotrophic, mitosis hutokea kwa kasi zaidi kuliko seli za mimea. Katika heterotrophs, mchakato huu unaweza kuchukua kutoka dakika 30, katika mimea - masaa 2-3.

Ili kutengeneza seli na nusu ya idadi ya kawaida ya chromosomes, mwili hutumia utaratibu mwingine wa mgawanyiko - meiosis.

Inahusishwa na haja ya kuzalisha seli za vijidudu; katika viumbe vingi vya seli, huepuka mara mbili ya mara kwa mara ya idadi ya chromosomes katika kizazi kijacho na inafanya uwezekano wa kupata mchanganyiko mpya wa jeni za allelic. Inatofautiana katika idadi ya awamu, kuwa ndefu. Kupungua kwa matokeo ya idadi ya chromosomes husababisha kuundwa kwa seli 4 za haploid. Meiosis ina sehemu mbili zinazofuatana bila usumbufu.

Awamu zifuatazo za meiosis zinafafanuliwa:

    Prophase I. Chromosomes ya homologous husogea karibu na kila mmoja na kuungana kwa longitudinal. Mchanganyiko huu unaitwa conjugation. Kisha kuvuka hutokea - chromosomes mbili huvuka mikono yao na sehemu za kubadilishana.

    Metaphase I. Chromosomes hutenganisha na kuchukua nafasi katika ikweta ya spindle ya seli, kuchukua umbo la V kutokana na mvutano wa microtubules.

    Anafase I. Kromosomu zenye homologo hunyoshwa na mikrotubuli kuelekea kwenye nguzo za seli. Lakini tofauti na mgawanyiko wa mitotiki, hutenganisha chromatidi nzima badala ya tofauti.

Matokeo ya mgawanyiko wa kwanza wa meiotiki ni uundaji wa seli mbili na nusu ya idadi ya chromosomes intact. Kati ya mgawanyiko wa meiosis, interphase haipo, mara mbili ya chromosome haifanyiki, tayari ni bichromatid.

Mara tu baada ya kwanza, mgawanyiko wa meiotic unaorudiwa unafanana kabisa na mitosis - ndani yake, chromosomes imegawanywa katika chromatidi tofauti, inasambazwa sawa kati ya seli mpya.

    oogonia hupitia hatua ya uzazi wa mitotic katika hatua ya embryonic ya maendeleo, ili mwili wa kike tayari umezaliwa na idadi yao ya mara kwa mara;

    spermatogonia ina uwezo wa kuzaa wakati wowote katika kipindi cha uzazi wa mwili wa kiume. Idadi kubwa zaidi yao huzalishwa kuliko gametes za kike.


Gametogenesis ya viumbe vya wanyama hutokea katika gonads - gonads.

Mchakato wa kubadilisha spermatogonia kuwa spermatozoa hufanyika katika hatua kadhaa:

    Mgawanyiko wa Mitotic hubadilisha spermatogonia kuwa spermatocytes za utaratibu wa kwanza.

    Kama matokeo ya meiosis moja, hugeuka kuwa spermatocytes ya pili.

    Mgawanyiko wa pili wa meiotic hutoa spermatidi 4 za haploid.

    Kipindi cha malezi huanza. Katika kiini, kiini kinaunganishwa, kiasi cha cytoplasm hupungua, na fomu za flagellum. Pia, protini huhifadhiwa na idadi ya mitochondria huongezeka.

Uundaji wa mayai katika mwili wa mwanamke mzima hutokea kama ifuatavyo:

    Kutoka kwa oocyte ya 1 ya utaratibu, ambayo kuna idadi fulani katika mwili, kama matokeo ya meiosis na nusu ya idadi ya chromosomes, oocyte za utaratibu wa 2 huundwa.

    Kama matokeo ya mgawanyiko wa pili wa meiotic, yai ya kukomaa na miili mitatu ya kupunguza ndogo huundwa.

Usambazaji huu usio na usawa wa virutubisho kati ya seli 4 unakusudiwa kutoa rasilimali kubwa ya virutubishi kwa kiumbe hai kipya.

Ovules katika ferns na mosses huundwa katika archegonia. Katika mimea iliyopangwa zaidi - katika ovules maalum ziko kwenye ovari.

Wakati mwingine wanatupa mshangao wa kushangaza. Kwa mfano, unajua chromosomes ni nini na huathirije?

Tunapendekeza kuangazia suala hili ili kubaini i's once and for all.

Ukiangalia picha za familia, labda umegundua kuwa washiriki wa familia moja wanafanana: watoto wanafanana na wazazi, wazazi wanafanana na babu na babu. Kufanana huku hupitishwa kutoka kizazi hadi kizazi kupitia mifumo ya kushangaza.

Viumbe vyote vilivyo hai, kutoka kwa viumbe vyenye seli moja hadi tembo wa Kiafrika, vina kromosomu kwenye kiini cha seli - nyuzi nyembamba, ndefu ambazo zinaweza kuonekana tu kwa darubini ya elektroni.

Chromosomes (Kigiriki cha kale χρῶμα - rangi na σῶμα - mwili) ni miundo ya nucleoprotein katika kiini cha seli, ambayo habari nyingi za urithi (jeni) zimejilimbikizia. Zimeundwa kuhifadhi habari hizi, kuzitekeleza na kuzisambaza.

Mtu ana chromosomes ngapi

Mwishoni mwa karne ya 19, wanasayansi waligundua kwamba idadi ya chromosomes katika aina tofauti si sawa.

Kwa mfano, mbaazi zina chromosomes 14, y zina 42, na kwa wanadamu - 46 (yaani, jozi 23). Kwa hivyo jaribu linatokea kuhitimisha kwamba kadiri wanavyozidi, ndivyo kiumbe anayewamiliki anavyokuwa ngumu zaidi. Walakini, kwa kweli hii sio hivyo kabisa.

Kati ya jozi 23 za kromosomu za binadamu, jozi 22 ni za otomatiki na jozi moja ni gonosomes (kromosomu za ngono). Jinsia zina tofauti za kimofolojia na kimuundo (muundo wa jeni).

Katika kiumbe cha kike, jozi ya gonosomes ina chromosomes mbili za X (XX-jozi), na katika kiumbe cha kiume, X-chromosome moja na Y-chromosome moja (XY-jozi).

Jinsia ya mtoto ambaye hajazaliwa inategemea muundo wa chromosomes ya jozi ya ishirini na tatu (XX au XY). Hii imedhamiriwa na mbolea na muunganisho wa seli za uzazi wa kike na wa kiume.

Ukweli huu unaweza kuonekana kuwa wa kushangaza, lakini kwa suala la idadi ya chromosomes, wanadamu ni duni kwa wanyama wengi. Kwa mfano, mbuzi fulani mwenye bahati mbaya ana chromosomes 60, na konokono ana 80.

Chromosomes inajumuisha protini na molekuli ya DNA (deoxyribonucleic acid), sawa na hesi mbili. Kila seli ina takriban mita 2 za DNA, na kwa jumla kuna karibu kilomita bilioni 100 za DNA katika seli za mwili wetu.

Ukweli wa kuvutia ni kwamba ikiwa kuna chromosome ya ziada au ikiwa angalau moja ya 46 haipo, mtu hupata mabadiliko na matatizo makubwa ya maendeleo (Ugonjwa wa Down, nk).