Biyoloji tanımında kromozom nedir? Kromozomların yapısı. Kalıtımın kromozomal teorisinin önkoşulları

Harici
16.01.2024

Bir kromozom, kalıtım hakkında bilgi taşıyan ve yoğunlaşmış genlerden oluşan uzun, yapılandırılmış bir gen topluluğudur. Kromatin, kromatin lifleri oluşturacak şekilde birbirine sıkıca paketlenmiş DNA ve proteinlerden oluşur. Yoğunlaştırılmış kromatin lifleri kromozomları oluşturur. Kromozomlar vücudumuzda bulunur. Kromozom setleri bir araya gelir (biri anneden, diğeri babadan) ve olarak bilinir.

Metafaz aşamasında kromozom yapısının şeması

Çoğaltılmamış kromozomlar tek sarmallıdır ve kromozom kollarını birbirine bağlayan bir bölgeden oluşur. Kısa kol harfle gösterilir P ve uzun olanı bir mektup Q. Kromozomların terminal bölgelerine, hücre bölünmesi sırasında kısaltılan, tekrarlanan, kodlamayan DNA dizilerinden oluşan telomerler adı verilir.

Kromozom çoğaltılması

Kromozomal çoğaltma veya yoluyla bölünme işlemlerinden önce meydana gelir. DNA replikasyon süreçleri, ana hücre bölündükten sonra doğru sayıda kromozomun korunmasını sağlar. Kopyalanmış bir kromozom, sentromerde birbirine bağlanan, kromozom adı verilen iki özdeş kromozomdan oluşur. Kız kardeşler, iğ lifleri ile ayrılıp hapsedildikleri bölünme işleminin sonuna kadar bir arada kalırlar. Eşleştirilmiş kromatitler birbirinden ayrıldıktan sonra her biri olur.

Kromozomlar ve hücre bölünmesi

Başarılı hücre bölünmesinin en önemli unsurlarından biri kromozomların doğru dağılımıdır. Mitozda bu, kromozomların iki yavru hücre arasında dağıtılması gerektiği anlamına gelir. Mayoz bölünmede kromozomlar dört yavru hücre arasında dağıtılır. Mil, hücre bölünmesi sırasında kromozomların hareket ettirilmesinden sorumludur.

Bu tür hücre hareketi, kromozomları ayırmak için birlikte çalışan iğ mikrotübülleri ve motor proteinleri arasındaki etkileşimleri içerir. Yavru hücrelerde doğru sayıda kromozomun korunması hayati önem taşımaktadır. Hücre bölünmesi sırasında meydana gelen hatalar, kromozom sayılarının dengesiz olmasına, fazla sayıda veya yetersiz kromozoma sahip olmasına neden olabilir. Bu anormallik anöploidi olarak bilinir ve mitoz sırasında otozomal kromozomlarda veya mayoz sırasında cinsiyet kromozomlarında meydana gelebilir. Kromozom sayısındaki anormallikler doğum kusurlarına, gelişimsel bozukluklara ve ölüme yol açabilir.

Kromozomlar ve protein üretimi

Protein üretimi DNA ve kromozomlara bağlı hayati bir hücresel süreçtir. DNA, proteinleri kodlayan gen adı verilen bölümleri içerir. Protein üretimi sırasında DNA çözülür ve kodlama bölümleri bir RNA transkriptine kopyalanır. Daha sonra RNA transkripti bir protein oluşturmak üzere çevrilir.

Kromozom mutasyonu

Kromozom mutasyonları, kromozomlarda meydana gelen değişikliklerdir ve genellikle mayoz sırasında veya kimyasallar veya radyasyon gibi mutajenlere maruz kalındığında meydana gelen hataların sonucudur.

Kromozom kırılması ve çoğalması, genellikle insanlara zararlı olan çeşitli türde kromozom yapısal değişikliklerine yol açabilir. Bu tür mutasyonlar, kromozomların yanlış dizilişte ekstra genlere sahip olmasına neden olur. Mutasyonlar aynı zamanda yanlış sayıda kromozoma sahip hücreler de üretebilir. Anormal kromozom sayıları genellikle mayoz sırasında homolog kromozomların ayrılmaması veya bozulmasından kaynaklanır.

Kromozom Hücre çekirdeğinde doğrusal bir düzende düzenlenmiş genleri, kalıtım birimlerini taşıyan DNA'yı içeren iplik benzeri bir yapıdır. İnsanlarda 22 çift normal kromozom ve bir çift cinsiyet kromozomu vardır. Kromozomlar, genlerin yanı sıra düzenleyici elementler ve nükleotid dizileri de içerir. DNA fonksiyonlarını kontrol eden DNA bağlayıcı proteinleri barındırırlar. İlginçtir ki, "kromozom" kelimesi Yunanca "renk" anlamına gelen "krom" kelimesinden gelmektedir. Kromozomlar farklı tonlarda renklenebilme özelliğine sahip oldukları için bu ismi almıştır. Kromozomların yapısı ve doğası organizmadan organizmaya değişir. İnsan kromozomları genetik alanında çalışan araştırmacıların her zaman sürekli ilgi konusu olmuştur. İnsan kromozomlarının belirlediği çok çeşitli faktörler, sorumlu oldukları anormallikler ve bunların karmaşık doğası her zaman birçok bilim insanının dikkatini çekmiştir.

İnsan kromozomları hakkında ilginç gerçekler

İnsan hücreleri 23 çift nükleer kromozom içerir. Kromozomlar genleri içeren DNA moleküllerinden oluşur. Kromozomal DNA molekülü, replikasyon için gerekli olan üç nükleotid dizisini içerir. Kromozomlar boyandığında mitotik kromozomların bantlı yapısı belirginleşir. Her şerit çok sayıda DNA nükleotid çifti içerir.

İnsanlar, iki takım kromozom içeren diploid somatik hücrelere sahip, cinsel olarak üreyen bir türdür. Bir takım anneden, diğeri ise babadan miras kalır. Üreme hücreleri, vücut hücrelerinden farklı olarak tek bir kromozom setine sahiptir. Kromozomlar arasında geçiş, yeni kromozomların oluşmasına yol açar. Yeni kromozomlar her iki ebeveynden de miras alınmaz. Bu, hepimizin doğrudan ebeveynlerimizden birinden aldığımız özellikleri sergilemediğimiz gerçeğini açıklıyor.

Otozomal kromozomlara boyutları küçüldükçe azalan sırayla 1'den 22'ye kadar numaralar verilir. Her insanda, anneden bir X kromozomu ve babadan bir X veya Y kromozomu olmak üzere 22 kromozomdan oluşan iki takım bulunur.

Bir hücrenin kromozomlarının içeriğindeki bir anormallik, insanlarda bazı genetik bozukluklara neden olabilir. İnsanlardaki kromozom anormallikleri genellikle çocuklarda genetik hastalıkların ortaya çıkmasından sorumludur. Kromozom anormallikleri olan kişiler genellikle hastalığın yalnızca taşıyıcılarıdır, çocuklarında ise hastalık gelişir.

Kromozomal sapmalar (kromozomlardaki yapısal değişiklikler), bir kromozomun bir kısmının silinmesi veya çoğaltılması, bir kromozomun yönünün tersine değişmesi olan inversiyon veya bir kromozomun bir kısmının yer değiştirdiği translokasyon gibi çeşitli faktörlerden kaynaklanır. koparılıp başka bir kromozoma bağlanır.

Down sendromu adı verilen çok iyi bilinen bir genetik bozukluktan 21. kromozomun fazladan bir kopyası sorumludur.

Trizomi 18, bebeklik döneminde ölüme neden olabilen Edwards sendromuna neden olur.

Beşinci kromozomun bir kısmının silinmesi, Cri-Cat Sendromu olarak bilinen genetik bir bozukluğa neden olur. Bu hastalıktan etkilenen kişilerde sıklıkla zeka geriliği görülür ve çocukluktaki ağlamaları bir kedinin ağlamasına benzer.

Cinsiyet kromozomu anormalliklerinin neden olduğu bozukluklar arasında kadın cinsel özelliklerinin mevcut olduğu ancak az gelişmişlik ile karakterize Turner sendromunun yanı sıra etkilenen bireylerde disleksiye neden olan kızlarda XXX sendromu ve erkeklerde XXY sendromu yer alır.

Kromozomlar ilk olarak bitki hücrelerinde keşfedildi. Van Beneden'in döllenmiş yuvarlak kurt yumurtaları üzerine monografisi daha fazla araştırmaya yol açtı. August Weissman daha sonra germ soyunun somadan farklı olduğunu gösterdi ve hücre çekirdeklerinin kalıtsal materyal içerdiğini keşfetti. Ayrıca döllenmenin yeni bir kromozom kombinasyonunun oluşumuna yol açtığını öne sürdü.

Bu keşifler genetik alanında temel taşları haline geldi. Araştırmacılar halihazırda insan kromozomları ve genleri hakkında önemli miktarda bilgi biriktirdi, ancak keşfedilecek daha çok şey var.

Video

Bugün birlikte okul dersinin biyolojisine ilişkin ilginç bir soruyu inceleyeceğiz: kromozom türleri, yapıları, gerçekleştirilen işlevler vb.

Öncelikle bunun ne olduğunu anlamalısınız, bir kromozom mu? Bu, ökaryotik hücrelerde çekirdeğin yapısal elemanlarının ortak adıdır. DNA içeren bu parçacıklardır. İkincisi, ana organizmadan torunlara aktarılan kalıtsal bilgileri içerir. Bu, genlerin (DNA'nın yapısal birimleri) yardımıyla mümkündür.

Kromozom türlerine detaylı bir şekilde bakmadan önce bazı konulara aşina olmak önemlidir. Mesela neden bu terimle anılıyorlar? 1888 yılında bilim adamı V. Waldeyer onlara bu ismi verdi. Yunancadan tercüme edersek, kelimenin tam anlamıyla renk ve vücut elde ederiz. Bunun neyle bağlantısı var? Makalede öğrenebilirsiniz. Bakterilerdeki dairesel DNA'ya kromozom denmesi de çok ilginçtir. Ve bu, ikincisinin yapısının ve ökaryotların kromozomlarının çok farklı olmasına rağmen.

Hikaye

Böylece, bir kromozomun hücrelerde bulunan organize bir DNA ve protein yapısı olduğu bizim için netleşti. Tek bir DNA parçasının, organizmanın tüm genetik bilgisini kodlayan birçok gen ve diğer unsurları içermesi çok ilginçtir.

Kromozom türlerini düşünmeden önce bu parçacıkların gelişim tarihi hakkında biraz konuşmanızı öneririz. Böylece, bilim adamı Theodore Boveri'nin 1880'lerin ortalarında yapmaya başladığı deneyler, kromozomlar ile kalıtım arasındaki bağlantıyı ortaya koydu. Aynı zamanda Wilhelm Roux şu teoriyi öne sürdü: Her kromozomun farklı bir genetik yükü vardır. Bu teori Theodore Boveri tarafından test edilmiş ve kanıtlanmıştır.

1900'lü yıllarda Gregor Mendel'in çalışmaları sayesinde Boveri, kalıtım kuralları ile kromozomların davranışları arasındaki bağlantının izini sürmeyi başardı. Boveri'nin keşifleri aşağıdaki sitologları etkilemeyi başardı:

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

Edmund Wilson'ın çalışması, The Cell in Development and Heredity kitabında anlatılan Boveri ve Sutton'un teorilerini birbirine bağlamaktı. Çalışma 1902 civarında yayınlandı ve kalıtımın kromozomal teorisine adanmıştı.

Kalıtım

Ve bir dakikalık teori daha. Araştırmacı Walter Sutton, çalışmalarında hücre çekirdeğinde gerçekte kaç kromozom bulunduğunu bulmayı başardı. Daha önce bilim adamının bu parçacıkları kalıtsal bilginin taşıyıcıları olarak gördüğü söylenmişti. Buna ek olarak Walter, tüm kromozomların genlerden oluştuğunu ve ebeveyn özelliklerinin ve işlevlerinin yavrulara aktarılmasının suçlularının tam olarak onlar olduğunu keşfetti.

Buna paralel olarak Theodore Boveri tarafından çalışmalar yürütüldü. Daha önce de belirtildiği gibi, her iki bilim adamı da bir dizi soruyu araştırdı:

  • kalıtsal bilgilerin aktarımı;
  • Kromozomların rolüne ilişkin ana hükümlerin formülasyonu.

Bu teoriye artık Boveri-Sutton teorisi deniyor. Daha da geliştirilmesi Amerikalı biyolog Thomas Morgan'ın laboratuvarında gerçekleştirildi. Bilim insanları hep birlikte şunları başardılar:

  • bu yapısal elemanlarda gen yerleştirme kalıplarını oluşturmak;
  • sitolojik bir veri tabanı geliştirin.

Yapı

Bu bölümde kromozomların yapısını ve türlerini dikkate almayı öneriyoruz. Yani kalıtsal bilgiyi depolayan ve ileten yapısal hücrelerden bahsediyoruz. Kromozomlar nelerden yapılmıştır? DNA ve proteinden. Ayrıca kromozomları oluşturan parçalar kromatin oluşturur. Proteinler, hücre çekirdeğindeki DNA'nın paketlenmesinde önemli bir rol oynar.

Çekirdeğin çapı beş mikronu geçmez ve DNA tamamen çekirdeğe paketlenmiştir. Yani çekirdekteki DNA, proteinlerle desteklenen bir halka yapısına sahiptir. Aynı zamanda ikincisi, onları birbirine yaklaştırmak için nükleotid dizilerini tanır. Kromozomların yapısını mikroskop altında inceleyecekseniz, bunun için en iyi zaman mitozun metafazıdır.

Kromozom, iki kromatitten oluşan küçük bir çubuk şeklindedir. İkincisi sentromer tarafından tutulur. Her bir kromatidin kromatin halkalarından oluştuğunu not etmek de çok önemlidir. Tüm kromozomlar iki durumdan birinde olabilir:

  • aktif;
  • aktif değil.

Formlar

Şimdi mevcut kromozom türlerine bakacağız. Bu bölümde bu parçacıkların hangi biçimlerinin mevcut olduğunu öğrenebilirsiniz.

Tüm kromozomların kendi bireysel yapıları vardır. Ayırt edici bir özellik renklendirme özellikleridir. Kromozom morfolojisi çalışıyorsanız dikkat etmeniz gereken bazı önemli noktalar vardır:

  • sentromer konumu;
  • omuz uzunluğu ve konumu.

Yani, aşağıdaki ana kromozom türleri vardır:

  • metasentrik kromozomlar (ayırt edici özelliği sentromerin ortadaki konumudur, bu forma eşit kollu da denir);
  • submetasentrik (ayırt edici bir özellik, daralmanın bir tarafa doğru yer değiştirmesidir, başka bir isim eşit olmayan omuzlardır);
  • akrosentrik (ayırt edici bir özellik, kromozomun neredeyse bir ucunda sentromerin varlığıdır, başka bir isim çubuk şeklindedir);
  • noktalı (küçük boyutlarından dolayı şekillerinin belirlenmesinin çok zor olması nedeniyle bu adı aldılar).

Fonksiyonlar

İnsanlarda ve diğer canlılarda kromozomların türü ne olursa olsun, bu parçacıklar pek çok farklı işlevi yerine getirir. Yazımızın bu bölümünde nelerden bahsettiğimizi okuyabilirsiniz.

  • Kalıtsal bilgilerin depolanmasında. Kromozomlar genetik bilginin taşıyıcılarıdır.
  • Kalıtsal bilgilerin aktarımında. Kalıtsal bilgi, bir DNA molekülünün kopyalanması yoluyla iletilir.
  • Kalıtsal bilgilerin uygulanmasında. Bir veya başka bir mRNA türünün ve buna bağlı olarak bir veya başka bir protein türünün çoğaltılması sayesinde, hücrenin ve tüm organizmanın tüm yaşam süreçleri üzerinde kontrol uygulanır.

DNA ve RNA

Hangi tür kromozomların var olduğuna baktık. Şimdi DNA ve RNA'nın rolünün ayrıntılı bir çalışmasına geçiyoruz. Hücre kütlesinin yaklaşık yüzde beşini oluşturanların nükleik asitler olduğunu belirtmek çok önemlidir. Bize mononükleotidler ve polinükleotidler olarak görünürler.

Bu nükleik asitlerin iki türü vardır:

  • Deoksiribonükleik asit anlamına gelen DNA;
  • RNA, transkript - ribonükleik asitler.

Ayrıca bu polimerlerin nükleotidlerden yani monomerlerden oluştuğunu da unutmamak gerekir. Hem DNA hem de RNA'daki bu monomerler temel olarak benzer yapıdadır. Her bir nükleotid ayrıca güçlü bağlarla birbirine bağlanan birkaç bileşenden veya daha doğrusu üç bileşenden oluşur.

Şimdi biraz DNA ve RNA'nın biyolojik rolü hakkında. Başlangıç ​​olarak, bir hücrede üç tip RNA'nın bulunabileceğini belirtmek önemlidir:

  • bilgilendirici (DNA'dan bilgi çıkarmak, protein sentezi için bir matris görevi görmek);
  • taşıma (protein sentezi için amino asitleri taşır);
  • ribozomal (protein biyosentezine ve ribozom yapısının oluşumuna katılır).

DNA'nın rolü nedir? Bu parçacıklar kalıtım bilgisini depolar. Bu zincirin bazı kısımları, kalıtsal özelliklerden sorumlu olan özel bir nitrojen baz dizisi içerir. Ayrıca DNA'nın rolü hücre çekirdeği bölünmesi sırasında bu özellikleri iletmektir. RNA'nın yardımıyla, proteinlerin sentezlendiği hücrelerde RNA sentezi gerçekleştirilir.

Kromozom seti

Yani kromozom türlerine, kromozom kümelerine bakıyoruz. Kromozom seti ile ilgili konuyu detaylı olarak ele alalım.

Bu elementlerin sayısı türün karakteristik bir özelliğidir. Örnek olarak Drosophila sineğini ele alalım. Primatlarda kırk sekiz varken, kendisinde toplam sekiz tane var. İnsan vücudunda kırk altı kromozom vardır. Sayılarının vücudun tüm hücreleri için aynı olduğuna hemen dikkatinizi çekiyoruz.

Ek olarak, iki olası kromozom seti tipinin bulunduğunu anlamak önemlidir:

  • diploid (ökaryotik hücrelerin karakteristiği, tam bir settir, yani somatik hücrelerde bulunan 2n);
  • haploid (tam setin yarısı, yani n, germ hücrelerinde mevcuttur).

Kromozomların, temsilcileri homolog olan çiftler oluşturduğunu bilmeniz gerekir. Bu terim ne anlama gelir? Homolog, aynı şekle, yapıya, sentromer konumuna vb. sahip olan kromozomlardır.

Cinsiyet kromozomları

Şimdi bir sonraki kromozom türüne, cinsiyet kromozomlarına daha yakından bakacağız. Bu bir değil, aynı türün erkek ve dişi bireylerinde farklı olan bir çift kromozomdur.

Kural olarak, organizmalardan biri (erkek veya dişi) iki özdeş, oldukça büyük X kromozomuna sahiptir ve genotip XX'dir. Diğer cinsiyetten bir bireyde bir X kromozomu ve biraz daha küçük bir Y kromozomu bulunur. Bu durumda genotip XY'dir. Bazı durumlarda erkek cinsiyet oluşumunun kromozomlardan birinin, yani X0 genotipinin yokluğunda meydana geldiğini belirtmek de önemlidir.

Otozomlar

Bunlar, hem erkeklerde hem de kadınlarda aynı olan kromozomal cinsiyet belirlemeli organizmalardaki eşleştirilmiş parçacıklardır. Daha basit bir ifadeyle tüm kromozomlar (cinsiyet kromozomları hariç) otozomdur.

Varlığının, kopyalarının ve yapısının hiçbir şekilde ökaryotun cinsiyetine bağlı olmadığını lütfen unutmayın. Tüm otozomların bir seri numarası vardır. Bir kişiyi ele alırsak, yirmi iki çift (kırk dört kromozom) otozomdur ve bir çift (iki kromozom) cinsiyet kromozomudur.

Video eğitimi 1: Hücre bölünmesi. Mitoz

Video eğitimi 2: Mayoz. Mayoz bölünmenin aşamaları

Ders: Hücre, canlının genetik birimidir. Kromozomlar, yapıları (şekli ve boyutu) ve işlevleri

Hücre - canlıların genetik birimi

Yaşamın temel birimi bireysel hücredir. Canlı maddeyi cansız maddeden ayıran süreçler hücresel düzeyde meydana gelir. Her hücrede, sentezlenmesi gereken proteinlerin kimyasal yapısına ilişkin kalıtsal bilgiler depolanır ve yoğun olarak kullanılır, bu nedenle canlının genetik birimi olarak adlandırılır. Çekirdeksiz kırmızı kan hücreleri bile varoluşlarının ilk aşamalarında mitokondriye ve çekirdeğe sahiptir. Yalnızca olgun bir durumda protein sentezi için yapılara sahip değildirler.

Bugüne kadar bilim, genomik bilginin taşıyıcısı olarak DNA veya RNA içermeyen hiçbir hücreyi tanımıyor. Genetik materyalin yokluğunda hücre, protein sentezi yapamaz ve dolayısıyla hayat veremez.

DNA sadece çekirdeklerde bulunmaz; molekülleri kloroplastlarda ve mitokondrilerde bulunur ve bu organeller hücre içinde çoğalabilir.

Bir hücredeki DNA, kromozomlar - karmaşık protein-nükleik asit kompleksleri - formunda bulunur. Ökaryotik kromozomlar çekirdekte lokalizedir. Her biri aşağıdaki karmaşık yapılardan oluşur:

    2 metresi, (insanlarda) 8 mikrona kadar ölçülen kompakt bir yapı içine sıkıştırılmış tek uzun DNA molekülü;

    Rolü kromatini (kromozomun maddesi) tanıdık çubuk şeklindeki şekle paketlemek olan özel histon proteinleri;

Kromozomlar, yapıları (şekli ve boyutu) ve işlevleri


Bu yoğun genetik materyal paketi, bölünmeden önce hücre tarafından üretilir. İşte bu anda yoğun şekilde paketlenmiş kromozomlar mikroskop altında incelenebilir. DNA, heterokromatin adı verilen kompakt kromozomlara katlandığında haberci RNA sentezlenemez. Hücre kütlesi kazanımı ve fazlar arası gelişme döneminde kromozomlar, mRNA'nın sentezlendiği ve DNA replikasyonunun gerçekleştiği interkromatin adı verilen daha az paketlenmiş bir durumdadır.

Kromozom yapısının ana unsurları şunlardır:

    Sentromer. Bu, özel bir nükleotid dizisine sahip bir kromozomun parçasıdır. İki kromatidi birbirine bağlar ve konjugasyona katılır. Hücre bölünmesi iğ tüplerinin protein filamentleri buna bağlanır.

    Telomerler. Bunlar kromozomların diğer kromozomlarla bağlantı kuramayan terminal kısımlarıdır, koruyucu rol oynarlar. Proteinlerle kompleksler oluşturan özel DNA'nın tekrarlanan bölümlerinden oluşurlar.

    DNA replikasyonu başlangıç ​​noktaları.

Prokaryotik kromozomlar, sitoplazmada bulunan DNA içeren yapılar olduğundan ökaryotik olanlardan çok farklıdır. Geometrik olarak halka molekülüdürler.

Bir hücrenin kromozom setinin kendi adı vardır - karyotip. Her canlı organizma türünün kendine özgü bileşimi, sayısı ve kromozom şekli vardır.

Somatik hücreler, yarısı her bir ebeveynden alınan diploid (çift) bir kromozom seti içerir.

Aynı fonksiyonel proteinleri kodlamaktan sorumlu olan kromozomlara homolog denir. Hücrelerin ploidi farklı olabilir - kural olarak hayvanlardaki gametler haploiddir. Bitkilerde poliploidi şu anda oldukça yaygın bir olgudur ve hibridizasyon sonucunda yeni çeşitlerin oluşturulmasında kullanılır. Sıcakkanlı hayvanlarda ve insanlarda ploidi miktarının ihlali, Down sendromu (kromozom 21'in üç kopyasının varlığı) gibi ciddi konjenital hastalıklara neden olur. Çoğu zaman, kromozomal anormallikler organizmanın yetersizliğine yol açar.

İnsanlarda tam kromozom seti 23 çiftten oluşur. Bilinen en büyük kromozom sayısı (1600), en basit planktonik organizmalar olan radyolaryanlarda bulundu. Avustralya kara bulldog karıncaları en küçük kromozom setine sahiptir; yalnızca 1.

Bir hücrenin yaşam döngüsü. Mitoz ve mayoz bölünmenin aşamaları


Fazlar arası Yani iki bölünme arasındaki süre bilim tarafından hücrenin yaşam döngüsü olarak tanımlanmaktadır.

Ara faz sırasında hücrede hayati kimyasal işlemler meydana gelir, hücre büyür, gelişir ve yedek maddeleri biriktirir. Üreme için hazırlık, içeriğin iki katına çıkarılmasını içerir - organeller, besin içerikli vakuoller ve sitoplazmanın hacmi. Hücre sayısını hızla artırmanın bir yolu olan bölünme sayesinde uzun ömür, üreme, vücut boyutunda artış, yaralardan kurtulma ve doku yenilenmesi mümkün olur. Hücre döngüsünde aşağıdaki aşamalar ayırt edilir:

    Ara faz. Bölümler arasındaki süre. Önce hücre büyür, ardından organel sayısı, rezerv madde hacmi artar ve proteinler sentezlenir. İnterfazın son bölümünde, kromozomlar sonraki bölünmeye hazırdır; bunlar bir çift kardeş kromatitten oluşur.

    Mitoz. Bu, aynı genetik materyal setine sahip bir hücreden 2 hücrenin elde edildiği, bedensel (somatik) hücrelerin karakteristiği olan nükleer bölünme yöntemlerinden birinin adıdır.

Gametogenez mayoz ile karakterizedir. Prokaryotik hücreler eski üreme yöntemini - doğrudan bölünmeyi - korumuştur.

Mitoz 5 ana aşamadan oluşur:

    Profaz. Bunun başlangıcı, kromozomların mikroskop altında görülebilecek kadar yoğun bir şekilde paketlendiği an olarak kabul edilir. Ayrıca bu sırada nükleoller yok edilir ve bir iğ oluşur. Mikrotübüller aktive olur, varlık süreleri 15 saniyeye düşer ancak oluşum hızı da önemli ölçüde artar. Sentrioller hücrenin karşıt taraflarına ayrılarak, onlardan kromozomların sentromerlerine kadar uzanan çok sayıda sürekli sentezlenen ve parçalanan protein mikrotübülleri oluşturur. Fisyon mili bu şekilde oluşur. ER ve Golgi aygıtı gibi membran yapıları, sitoplazmada rastgele konumlanmış ayrı keseciklere ve tüplere ayrılır. Ribozomlar ER zarlarından ayrılır.

    Metafaz. Karşılıklı merkezcil mikrotübüllerin her biri onları kendi yönüne çekmesiyle hücrenin ortasında dengelenen kromozomlardan oluşan bir metafaz plakası oluşur. Aynı zamanda, bir tür "bölme" olan mikrotübüllerin sentezi ve parçalanması da devam eder. Bu aşama en uzun olanıdır.

  • Anafaz. Mikrotübüllerin kuvvetleri sentromer bölgesindeki kromozom bağlantılarını koparır ve onları kuvvetli bir şekilde hücrenin kutuplarına doğru uzatır. Bu durumda kromozomlar bazen sitoplazmanın direncinden dolayı V şeklini alırlar. Metafaz plakası alanında bir protein lifi halkası belirir.
  • Telofaz. Başlangıcı, kromozomların bölme kutuplarına ulaştığı an olarak kabul edilir. Hücrenin iç zar yapılarının restorasyon süreci başlar - ER, Golgi aparatı ve çekirdek. Kromozomlar açılır. Nükleoller toplanır ve ribozom sentezi başlar. Fisyon mili parçalanır.
  • Sitokinez. Hücrenin merkez bölgesinde ortaya çıkan protein halkasının küçülmeye başlayarak sitoplazmayı kutuplara doğru ittiği son aşama. Hücre ikiye bölünür ve yerine hücre zarının bir protein halkası oluşur.

Mitoz sürecinin düzenleyicileri spesifik protein kompleksleridir. Mitotik bölünme sonucunda aynı genetik bilgiye sahip bir çift hücre oluşur. Heterotrofik hücrelerde mitoz, bitki hücrelerine göre daha hızlı gerçekleşir. Heterotroflarda bu süreç 30 dakika, bitkilerde ise 2-3 saat kadar sürebilir.

Normal kromozom sayısının yarısı kadar hücre üretmek için vücut başka bir bölünme mekanizması kullanır: mayoz bölünme.

Germ hücresi üretme ihtiyacı ile ilişkilidir; çok hücreli organizmalarda, gelecek nesildeki kromozom sayısının sürekli iki katına çıkmasını önler ve yeni alelik gen kombinasyonlarının elde edilmesini mümkün kılar. Daha uzun olduğundan, aşama sayısı bakımından farklılık gösterir. Kromozom sayısında ortaya çıkan azalma, 4 haploid hücrenin oluşumuna yol açar. Mayoz bölünme birbirini kesintisiz takip eden iki bölümden oluşur.

Mayozun aşağıdaki aşamaları tanımlanmıştır:

    Profaz I. Homolog kromozomlar birbirine yaklaşarak uzunlamasına birleşir. Bu kombinasyona konjugasyon denir. Daha sonra çaprazlama meydana gelir - çift kromozomlar kollarını çaprazlar ve bölümleri değiştirirler.

    Metafaz I. Kromozomlar ayrılır ve hücre milinin ekvatorunda yer alır ve mikrotübüllerin gerilimi nedeniyle V şeklini alır.

    Anafaz I. Homolog kromozomlar mikrotübüller tarafından hücre kutuplarına doğru gerilir. Ancak mitotik bölünmenin aksine, ayrı kromatitler yerine bütün kromatitler halinde ayrılırlar.

İlk mayotik bölünmenin sonucu, sağlam kromozom sayısının yarısı kadar olan iki hücrenin oluşmasıdır. Mayoz bölünmeleri arasında interfaz pratikte yoktur, kromozom iki katına çıkmaz, bunlar zaten bikromatiddir.

İlkinin hemen ardından, tekrarlanan mayoz bölünme tamamen mitoza benzer - içinde kromozomlar, yeni hücreler arasında eşit olarak dağıtılan ayrı kromatidlere bölünür.

    oogonia, gelişimin embriyonik aşamasında mitotik üreme aşamasından geçer, böylece kadın bedeni zaten sabit sayıda doğmuştur;

    spermatogonia, erkek vücudunun üreme dönemi boyunca herhangi bir zamanda üreme yeteneğine sahiptir. Dişi gametlerden çok daha fazla sayıda üretilir.


Hayvan organizmalarının gametogenezi gonadlarda - gonadlarda meydana gelir.

Spermatogonia'nın spermatozoaya dönüşme süreci birkaç aşamada gerçekleşir:

    Mitotik bölünme spermatogoniayı birinci derece spermatositlere dönüştürür.

    Tek bir mayoz bölünme sonucunda ikinci derece spermatositlere dönüşürler.

    İkinci mayoz bölünmede 4 haploid spermatid oluşur.

    Oluşum dönemi başlıyor. Hücrede çekirdek sıkışır, sitoplazma miktarı azalır ve kamçı oluşur. Ayrıca proteinler depolanır ve mitokondri sayısı artar.

Yetişkin bir kadın vücudunda yumurta oluşumu şu şekilde gerçekleşir:

    Vücutta belli sayıda bulunan 1. derece oositten, kromozom sayısının yarıya inmesi ile mayoz bölünme sonucunda 2. derece oositler oluşur.

    İkinci mayotik bölünme sonucunda olgun bir yumurta ve üç küçük redüksiyon gövdesi oluşur.

Besinlerin 4 hücre arasındaki bu dengesiz dağılımı, yeni canlı organizma için büyük bir besin kaynağı sağlamayı amaçlamaktadır.

Eğrelti otları ve yosunlardaki yumurtalıklar archegonia'da oluşur. Daha yüksek organize olmuş bitkilerde - yumurtalıkta bulunan özel yumurtalıklarda.

Bazen bize inanılmaz sürprizler yapıyorlar. Mesela kromozomların ne olduğunu ve nasıl etkilendiklerini biliyor musunuz?

İ'leri kesin olarak belirlemek için bu konuyu incelemeyi öneriyoruz.

Aile fotoğraflarına baktığınızda muhtemelen aynı ailenin üyelerinin birbirine benzediğini fark etmişsinizdir: çocuklar ebeveynlere, ebeveynler büyükanne ve büyükbabalara benzer. Bu benzerlik, şaşırtıcı mekanizmalarla nesilden nesile aktarılıyor.

Tek hücreli organizmalardan Afrika fillerine kadar tüm canlı organizmaların hücre çekirdeğinde, yalnızca elektron mikroskobuyla görülebilen ince, uzun iplikler olan kromozomlar bulunur.

Kromozomlar (eski Yunanca χρῶμα - renk ve σῶμα - gövde), kalıtsal bilgilerin (genlerin) çoğunun yoğunlaştığı hücre çekirdeğindeki nükleoprotein yapılarıdır. Bu bilgiyi depolamak, uygulamak ve iletmek için tasarlanmıştır.

Bir insanın kaç kromozomu vardır

19. yüzyılın sonlarında bilim insanları farklı türlerdeki kromozom sayısının aynı olmadığını keşfettiler.

Örneğin bezelyenin 14 kromozomu var, seninki ise 42, ve insanlarda – 46 (yani 23 çift). Dolayısıyla, ne kadar çok yaratık varsa, onlara sahip olan yaratığın da o kadar karmaşık olduğu sonucuna varma eğilimi ortaya çıkıyor. Ancak gerçekte durum kesinlikle böyle değildir.

23 çift insan kromozomunun 22 çifti otozom ve bir çifti gonozomdur (cinsiyet kromozomları). Cinsiyetler arasında morfolojik ve yapısal (gen bileşimi) farklılıklar vardır.

Dişi bir organizmada, bir gonozom çifti iki X kromozomu (XX çifti) ve bir erkek organizmasında bir X kromozomu ve bir Y kromozomu (XY çifti) içerir.

Doğmamış çocuğun cinsiyeti yirmi üçüncü çiftin (XX veya XY) kromozomlarının bileşimine bağlıdır. Bu, döllenme ve dişi ve erkek üreme hücrelerinin füzyonu ile belirlenir.

Bu gerçek garip görünebilir, ancak kromozom sayısı açısından insanlar birçok hayvandan daha aşağıdır. Örneğin talihsiz bir keçinin 60, bir salyangozun ise 80 kromozomu vardır.

Kromozomlarçift ​​sarmala benzer şekilde bir protein ve bir DNA (deoksiribonükleik asit) molekülünden oluşur. Her hücrede yaklaşık 2 metre DNA bulunur ve vücudumuzdaki hücrelerde toplamda yaklaşık 100 milyar km DNA bulunur.

İlginç bir gerçek şu ki, fazladan bir kromozom varsa veya 46 kromozomdan en az biri eksikse, kişide bir mutasyon ve ciddi gelişimsel anormallikler (Down hastalığı vb.) ortaya çıkar.