Життєвий цикл клітини. Хромосоми

Період життєдіяльності клітини від моменту її виникнення до смерті називають життєвим циклом клітини, або клітинним циклом. У цей період відбуваються зростання, розвиток і розмноження клітини. Тривалість клітинного циклу в різних клітинах навіть у одного і того ж організму різна. Наприклад, тривалість цього циклу в клітинах епітеліальної тканини людини складає близько 10-15 год, а клітин печінки цілий рік. Клітинний цикл складається з двох різних за тривалістю інтервалів: інтерфази і ділення клітини (рис. 66).

Интерфаза. Частина життєвого циклу клітини між двома послідовними її поділами називають інтерфазою (від лат. Інтер – між і грец. Фазис – поява). Вона характеризується активними процесами обміну речовин, біосинтезом білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів і ліпідів. В інтерфазі відбуваються процеси, пов’язані з життєдіяльністю клітини – дисиміляція і асиміляція. Зростає запас енергії в клітині за рахунок синтезу АТФ. У ядрі активно синтезуються всі види РНК, в полісом утворюються і збираються рибосоми. Відбувається інтенсивний ріст клітини, збільшується кількість всіх її органоїдів.

Головною подією інтерфази є редуплікація ДНК – її самоудвоение. Так клітина готується до поділу.

Тривалість інтерфази залежить від типу клітин і в середньому становить не менше 90% від загального часу клітинного циклу. Після закінчення інтерфази клітина вступає в наступну частину циклу – поділ.

Будова хромосом. Важлива роль у клітинному циклі належить хромосомами. Хромосома – комплекс спіраль молекул ДНК й білків (від грец. Хромо – колір і сомо – тіло). Вони не тільки здійснюють регуляцію всіх обмінних процесів у клітині, але й забезпечують передачу спадкової інформації від одного покоління клітин і організмів – іншим. У прокариотной клітині міститься тільки одна кільцева молекула ДНК, незв’язана з білками. Тому її не можна назвати хромосомою.

Більшість хромосом в інтерфазі знаходяться у вигляді ниток хроматину, що робить їх практично невидимими (рис. 67). Після редуплікаціі кожна хромосома складається з двох молекул ДНК, які спіралізуются, з’єднуються з білками і набувають чіткі форми. Дві дочірні молекули ДНК упаковуються порізно і утворюють сестринські хроматиди (від грец. Хрому – колір і ейдос – вид). Сестринські хроматиди утримуються разом і утворюють одну хромосому (рис. 68). Ділянка зчеплення двох сестринських хроматид називається центромерой (від лат. Центрум – середина і мерос – частина).

Будова хромосоми після редуплікаціі ДНК
Рис. 68. Будова хромосоми після редуплікаціі ДНК: 1 – центромера: 2 – плечі хромосоми; 3 – сестринські хроматиди; 4 – молекула ДНК: 5 – білок

Вивчити форму і розміри хромосом, встановити їх кількість в клітині можна тільки під час поділу, коли вони максимально спіралізують, щільно упаковані, добре фарбуються і видно за допомогою світлового мікроскопа.

Хромосомний набір клітин. Клітини кожного організму містять певний набір хромосом, який називають каріотипом (від грец. Каріон – ядро і типос – зразок, форма). Для кожного виду організмів характерний свій каріотип. Хромосоми кариотипов розрізняються за формою, величиною і набору генетичної інформації. Хромосомний набір строго індивідуальний для кожного виду організму. Так, каріотип людини становить 23 пари хромосом (рис. 69), плодової мушки дрозофіли – 4 пари хромосом, одного з видів пшениці – 14 пар.

Дослідження кариотипов різних організмів показали, що в їх клітинах може міститися подвійний і одинарний набори хромосом.

Подвійний набір хромосом складається завжди з парних хромосом, однакових за величиною, формою і характером спадкової інформації. Парні хромосоми називаються гомологічними (від грец. Гомос- однаковий). Так, все нестатеві клітини людини містять 23 пари хромосом, т. Е. 46 хромосом представлені у вигляді 23 пар. У дрозофіли 8 хромосом утворюють 4 пари. Парні гомологічні хромосоми зовні дуже схожі. Їх центромери знаходяться в одних і тих же місцях, а гени розташовані в однаковій послідовності.

У деяких клітинах може бути одинарний набір хромосом. Наприклад, у клітинах нижчих рослин – одноклітинних зелених водоростей набір хромосом одинарний, тоді як у вищих рослин і тварин він – подвійний. Статеві клітини тварин також мають одинарний набір хромосом. Парні хромосоми в такому випадку відсутні, гомологічниххромосом немає, а є негомологічної. Так, статеві клітини людини містять 23 хромосоми. Причому хромосомний набір чоловічих і жіночих статевих клітин відрізняється двадцять третього хромосомою. Вона нагадує за формою латинські букви X або Y. У сперматозоїдах може бути Х- або Y- хромосома. Яйцеклітини ж завжди несуть Х-хромосому.

Хромосомний набір прийнято позначати латинською буквою п. Подвійний набір відповідно позначається 2п, а одинарний – п.

Посилання на основну публікацію