Какое строение имеет хромосома?

Каждая клетка эукариот имеет определенный набор хромосом. Рассмотреть хромосомы возможно в микроскоп только во время деления клетки, именно тогда они имеют вид плотных телец. При микроскопическом анализе хромосом прежде всего видны различия их по форме и величине. Подробнее о строении хромосомы вы можете прочитать в этой статье.

Какое строение имеет хромосома?

Хромосомы это (др.-греч. Χρμα - цвет и σμα - тело) - нуклеопротеидные структуры в ядре эукариотической клетки, которые становятся легко заметными в определенных фазах клеточного цикла (во время митоза или мейоза).

Хромосомы является дезоксирибонуклеопротеидамы (ДНП), то есть они состоят из ДНК и белков, на которые приходится 60-70% от сухой массы хромосом

Их было названо хромосомами за способность окрашиваться основными красителями (от греч. Chroma - цвет, soma - тело).

Уровни организации хромосом

- Нуклеосомной уровень. Нуклеосома - структурная единица хромосомы в неконденсованих хроматина содержит октамер гистонов, который составляет ее стержень. Вокруг октамера накрученные два витка ДНК. Гистоны имеют физиологически положительный заряд благодаря наличию в них большого количества аминокислот лизина и аргинина, а присутствие фосфатных групп в нуклеотидах придает ДНК отрицательного заряда. Ионная взаимодействие между положительными зарядами гистонов и негативными ДНК, очевидно, является важной силой стабилизации нуклеосом. В состав нуклеосом входит от 10 до 60 нуклеотидных пар, которые вместе с молекулами гистонов составляют образования толщиной 10 нм (по другим данным 11 нм). ДНК между двумя нукеосомамы называется линкерных и толщину 2 нм.
- Нуклеомерний уровень - более конденсированная участок хроматина - суперспираль - диаметром 30 нм занимает от 140-166 нуклеотидных пар. Дальнейшая конденсация (компактизация) ДНП осуществляется с помощью ДНК-связывающего гистонов, ведет к образованию хромонем, или хромонемних фибрилл толщиной от 300 до 700 нм.
- Хромомерным и хромосомный уровень организации хромосом (окончательная их конденсация). Каждая митотическая хромосома образует боковые петли, сформированные участком ДНП толщиной около 400 нм (типовая хромосома человека может содержать до 400 таких петель). Эти так называемые петлевые домены ДНК имеют средний размер примерно 86 000 пар нуклеотидов и прикрепляются в своей основе к белковым скелетных структур ядра, а именно к ядерному матрикса или остова хромосом. Ядерный матрикс обеспечивает структурные свойства ядра как клеточной органеллы и испытывает структурных модификаций, связанных с пролиферацией, дифференциацией и изменениями, необходимыми для обеспечения экспрессии необходимого набора генов. Регуляторные функции матрикса включают (но не ограничиваются этим) пространственную локализацию генов, наложение физической напряженности на структуру хроматина вследствие формирования петлевых доменов, концентрацию и нацеливание транскрипционных и Репликационный факторов, процессинг и транспорт РНК и др.
В результате окончательного уплотнения метафазную хромосома имеет толщину 1400 нм.

Типа хромосом по массе

- S-хромосомы, построенные из одной хроматиды,

- D-хромосомы, имеющие в своем составе 2 хроматиды.

После деления клетки в дочерних клетках есть s-хромосомы, а в интерфазе происходит дупликация (удвоение) ДНК и хромосомы приобретают двойной массы, превращаются в d-хромосомы.

Морфологию хромосом принято описывать на примере метафазной хромосомы, когда она наиболее конденсированная.

Хромосома состоит из двух хроматид, которые сочетаются между собой в зоне первичной перетяжки.

Первичная перетяжка разделяет хромосомы на участки - плечи. Если перетяжка расположена посередине хромосомы, то плечи имеют одинаковые или почти одинаковые размеры. А если первичная перетяжка сдвинута к одному из концов хромосомы, то размеры плеч значительно отличаются.

Конденсированная хромосома имеет вид буквы X (часто с неровными плечами), поскольку две хроматиды, которые возникли в результате репликации прежнему соединены между собой в районе центромеры.

В области первичной перетяжки расположен пластинчатый образование в виде диска - центромера (от греч. Кентрон - центр и мерос - доля). К ней во время деления клетки присоединяются нити веретена деления. Некоторые хромосомы имеют еще и вторичную перетяжку. В этой зоне расположены гены, отвечающие за образование ядрышек.

Концевые участки хромосом имеют особую структуру и называются теломерами. Теломерные районы обладают определенной полярностью, что препятствует их соединению друг с другом при разрывах или со свободными концами хромосом.

Спутники (Трабанты, или сателлиты) является в отдельных хромосомах (sat-хромосомах), имеют различные размеры и форму это круглые или удлиненные тельца, соединенные с остальными хромосомы тонкой хроматинового нитью.

Участок хромосомы от теломеры до центромеры называют плечом хромосомы. Каждая хромосома имеет два плеча.

Типа хромосом в зависимости от соотношения длин плеч:

1) мета-центричные (равноплечие),

2) субметацентрични (неравноплечие),

3) акроцентрические, в которых одно плечо очень короткое и не всегда четко заметно.

Участки хромосом, которые конденсируются при митозе и деконденсуються в интерфазе, называются еухроматиновимы районами хромосом, а такие участки, которые остаются конденсированными в интерфазе, носят название гетерохроматиновых районов. Эухроматин районы являются активными участками хромосом, они содержат активные гены, их в клетке от 0,0001 до 0,001 от всего количества генов.