Компактизация наследственного материала. Химический состав и структура хроматина.

ЭУКАРИОТЫ

Гетерозис в растениеводстве

По степени развития вегетативных органах, урожайности, устойчивость к болезням, вредителям, неблагоприятных условиях окружающей среды. У растений семенным размножением гетерозис не закрепляется. У картофеля, лука, чеснока, у ягодных культур, у плодовых культур гетерозис любой гибридной формы можно закрепить путем вегетативного размножения.

Большой объем и сложность. Симбиотическая конструкция.

Имеют факультативные и нефакультативные элементы (необязательные).

Все повторы, вирусная ДНК и т.д.

ДНК эукариот образует сложные комплексы с белками -хроматин. В процессе компактизации хроматин превращается в хромосому

Хроматин подразделяется на эухроматин, гетерохроматин.

Количественная особенность: наличие избыточной ДНК (не нужна для структуры клетки)

4фракции:

  • Уникальные нуклеопоследовательности

один экземпляр от 40 до 80% общего числа.

  • промежуточные, умеренные

Повторы от 10 до 100раз.

  • высокочастотные нуклеопоследовательности

До 10 до млн. раз повторы. Длина повтора 10 100 пар оснований. Локализуются

1880год Вальтер Флеминг.

Хроматин эукариот состоит из:

  • ДНК 30-45%
  • РНК 5%
  • Гистоновые белки 30-35%
  • Негистоновые белки 45%
  • Фосфорные липиды более 4 %
  • Ионы металлов

Хроматин неоднороден. В интерфазном ядре при относительно небольшом увеличении проявляется в виде зернышек или скоплений разной плотности. Темные зерна - гетерохроматин, образует скопления вдоль ядерной мембраны и в объеме ядра.

Гетерохроматин имеет 2 вида:

  • Факультативный

возникает путем компактизации эухроматина и может захватывать участок или целую хромосому. Хромовой хроматид - тельце Барра.

  • Конститутивный

имеется всегда и располагается в области центромер и в области теломер

выполняет функции содержания структуры и и регуляции активности. Имеет вид филоментов, которые изменяёт свою длину и толщину в процессе компактизации при взаимодействии с гистоновыми белками.

Нуклеосомы - составляют хроматин.

В процессе компактизации выделяют несколько этапов:

  1. Нуклеосомный
  2. Хроматидный
  3. Соленоидный
  4. Хромосомный

Белки, входящие в состав хроматида

1. Гистоновые

2. Негистоновые

Гистоны - универсальные белки, с основными

Кроме сперматозоидов животных

В молекулах гистонов нет трептофана, з

Характерно высокое содержание аланина

Фракции Н2Б Н2А И...

отличаются по составу

  • Много аденина
  • Много лизина
  • Умеренное количество лизина, аденина
  • Много лейцина, аргинина

 

Гистоны образуют прочный комплекс с ДНК. Эволюционно стабильные белки препятствуют считыванию биологической информации, обеспечивают компактизацию, пространственную организацию ДНК.

Негистоновые белки есть во всех ядерных структурах, обладают кислыми свойствами и высокой метаболической активностью. Большая часть негистонов специфична, как для вида, так и для тканей. Для негистоновых белков характерно лизина, глютоминовой и аспарагиновой кислот.

Некоторые гистоны обнаружены в цитоплазме

?

Негистоновые белки представлены более чем 100 фракциями. За счет способности подвергаться модификации они менее прочно соединяются с ДНК.

Функции негистонов структурная и регуляторная (репликация, репарация, транскрипция).

В процессе компактизации происходит укорачивание молекул ДНК в 103, 104 и утолщение фибрилл в 10000 раз. Клетка вступает в митоз в метафазной хромосоме.

Хромосомы:

  • Интервазная.

Д-компактивное состояние. Эухроматин+гетерохроматин

  • Метафазная.

Компак. состояние наследственного материала нитевидное.

Структура определенной формы и размера.

 

 

Рис.

 

 

1888год Больдехер(?)

Молекулярная модель 1928 год Кольцов

Хромосома - это метафазная…

Хромосома - нитевидная нуклеопротеидная структура ядра, которая способна к саморепродукции и сохранению морфологических особенностей в ряду поколений. Состоит из 2-х сестринских хроматид, соединенных первичной перетяжкой.

Хроматида - двойная спираль ДНК в комплексе с белками. Сестринские хроматиды образуются за счет репликации ДНК. Они идентичны по генному составу.

Центромера - маленькое тельце в форме зерна, не специфична/малоспецифична, занимает малую часть ДНК и представлена малыми повторами, саттелитная ДНК представленная гетерохроматином. Центромера удерживает пару хроматид, на внешней их поверхности есть белковые комплексы - кинетохоры, к которым прикрепляются нити веретена деления - слоистые белки, у прокариот - микротрубочки. В области теломер есть гетерохроматин. Теломера препятствует соединению хромосом: фиксируют хромосомы в матриксе, стабилизируют хромосомы, влияют на экспрессию генов, отсчитывают количество делений.

После каждого деления теломеры уменьшаются. Критически короткие теломеры утрачивают свои функции и клетка погибает.

На хромосоме имеются вторичные перетяжки, которые связаны с ядрышковым организатором. Расстояние от центра тела называется плечо (Наиболее хорошо видны на стадии метафазы (метафазная пластинка)). Во многих случаях хромосомы в виде нитчатых структур образуется в интерфазе.