Хромосомний рівень організації генетичного апарату

На хромосомному рівні структурно-функціональної організації генетичного апарату вирішується ряд специфічних, тільки цього рівня властивих завдань прояви властивостей спадковості і мінливості в процесах життєдіяльності, в розмноженні, в індивідуальному та історичному розвитку еукаріот. По-перше, хромосомний принцип побудови генетичного матеріалу вирішує завдання поділу зрослого при переході до еукаріотичних типом клітинної організації кількості ДНК на окремі частини з метою оптимізації реплікації ДНК і передачі без кількісних і якісних втрат біоінформації в ряду поколінь клітин і організмів, що розмножуються статевим шляхом (див . мітоз і мейоз). По-друге, розподіл генів (сайтів, нуклеотидних послідовностей ДНК різної функціонально-генетичної спрямованості) між хромосомами створює передумови для їх зчепленого успадкування (див. П. 4.3.2.1). По-третє, в еволюції перехід до розподілу ДНК клітини між хромосомами збігається зі зміною форми молекул ДНК з кільцевою на лінійну. Це створює нові можливості у вирішенні завдання регуляції генетичних функцій. Доречно згадати механізм «спирализация-деспіралізация» не тільки цілих геномів, але окремих хромосом (дозове компенсація за генами хромосоми Х гомогаметен-ного статі щодо гетерогаметного статі, у людини – жіночого), а також їх ділянок (див. П. 2.4.3.4- в). Лінійність молекул ДНК сприяє тому, що генетичний матеріал еукаріотичної клітини початково існує в репресованого стані завдяки комплексу ДНК з білками лужного характеру (гістони). Те, що названий комплекс має нуклеосомної організацію, створює додаткові можливості тонкої регуляції генетичних функцій ДНК. По-четверте, мова йде про використання біоінформації частинами завдяки механізмам регуляції за участю білків кислого характеру – негістонових, до сімейства яких відноситься більшість транскрипційних факторів. Новітні дані свідчать про велику роль в регуляції генетичних функцій на макромолекулярному рівні білок-білкових взаємодій. На цій основі функціонує, зокрема, ініціати-уторований мультігетеробелковий комплекс, що запускає з промотора транскріптона процес транскрипції генів у клітині (див. П. 2.4.5.5). По-п’яте, важлива роль у функціонуванні структурних (експрессіруемих, транскрібіруемих і трансльованих) генів, належить закономірного просторового взаиморасположению хромосом у клітинному ядрі. Імовірно механізмом, який веде до цього, є взаємодія теломерна (див. П. 2.4.3.4-г) ділянок хромосом зі структурами ядерного матриксу (див. П. 2.4.3.2) і ядерної Ламін (див. П. 2.4.3.1).

Специфічний внесок хромосомного рівня структурно-функціональної організації генетичного апарату в мінливість полягає, з одного боку, в тому, що незалежна комбінація хромосом батьківського і материнського походження в анафазі першого поділу мейозу при утворенні статевих клітин є ефективний механізм комбинативной Геноти-пической мінливості. З іншого боку, доречно згадати, що диплоїдний набір у людини представлений 46 хромосомами, тоді як у шимпанзе – 48 хромосомами. Порівняльний аналіз каріотипів показує, що хромосома 2 людей відбулася, мабуть, в результаті злиття двох дрібних акроцентріческіх хромосом мавпоподібних предків. У всякому разі два плеча хромосоми 2 людини відповідають за нуклеотидним послідовностям двом різним хромосомами сучасних людиноподібних мавп: 12 і 13 – шимпанзе, 13 і 14 – горили і орангутанг (г) а. Людська хромосома 9 довше відповідної хромосоми шимпанзе, а хромосома 12 коротше, на хромосомах 1 і 18 людей є протяжні інверсії в порівнянні з однойменними хромосомами шимпанзе. З нами також ряд періцентріческіх інверсій (хромосоми 4, 5, 12 і 17), які не змінюють генний склад хромосом (груп зчеплення), але, можливо, що створюють ефект положення. Найбільші відмінності між людиною і шимпанзе стосуються не структурних генів, а хромосом.

Хромосомні перебудови (мутації) внаслідок порушення Мейо-за здатні відразу привести до репродуктивної ізоляції, яка згідно з сучасними уявленнями є необхідною умовою процесу видоутворення.

Посилання на основну публікацію