Хромосомы организация

Рис. 20.10. Генетическая организация аллелей генов онихоартроза и групп крови ABO у членов родословной, приведенной на рис. 20.9, при условии сцепления этих двух локусов. Использованы сокращенные обозначения аллелей групп крови системы ABO О соответствует АВ0 0, а 5 — АВО В. Рецессивный ( нормальный ) и доминантный ( патологический ) аллели локуса наследственного онихоартроза обозначены Nu D соответственно. Генотип отца (1-2) может находиться в любой из двух фаз (фаза 1, фаза 2). Хромосомы отца и хромосомы, унаследованные от него детьми, выделены синим цветом, хромосомы матери (1-1) и хромосомы, унаследованные от нее, — светло-коричневым. Отмечено, какие из хромосом, полученных от отца, являются нерекомбинантными (NR) или рекомбинантными (R) для фазы 1 и фазы 2.

О пространственном строении нуклеиновых кислот следует сказать особо. Структурная организация и конформационные возможности дезоксирибонуклеиновых кислот в клетке определяются не столько самими молекулами ДНК, сколько их взаимодействиями с многочисленной группой так называемых ДНК-связывающих белков, среди которых центральная структурная роль принадлежит гистонам. Молекула ДНК, имеющая длину, например в хромосоме человека, несколько сантиметров, с помощью гистонов упакована в клеточном ядре, диаметр которого равен лишь нескольким микрометрам. Самым нижним уровнем упаковки является двой- [c.52]

Как показано на рнс. 15-22, хромосома обычно подразделяется на четыре оперона короткий — продуцирующий репрессор, ранний левый, ранний правый и поздний ). Ранние опероны детерминируют в основном синтез ферментов, обеспечивающих репликацию и рекомбинацию, а также синтез регуляторных белков. Поздний оперон связан с синтезом белков, необходимых для организации вирусных частиц он должен транскрибироваться с более высокой скоростью, которая обеспечивается Продуктом гена Q. В пределах позднего оперона гены от А до F участвуют в упаковке ДНК фага Айв образовании головок, тогда как гены от 2 до / обеспечивают синтез и сборку отростков. Гены S -а. R продуцируют белки, вызывающие разрушение мембраны бактерии-хозяина и лизис клетки. На последних стадиях фазы литического развития большая часть ранних генов выключается другим репрессором фага X (кодируемым геном его). Из сказанного видно, что регуляция транскрипции даже у вирусов может представлять собой достаточно сложный процесс. [c.261]

Высшая форма организации ДНК в клетке — это хромосома. На начальном этапе деления клетки хромосомы организуются в конденсированную форму, которую наблюдали под микроскопом еще около столетия назад. В клетке человека содержится 46 хромосом, имеющих общую длину в 200 мкм, которые содержат [c.51]

Нуклеопротеиды. ДНК, структурная организация, размеры молекул, способы укладки в хроматине и хромосомах. Репликация [c.327]

Вопрос организации хромосом окончательно не решен, так как они имеют довольно сложную структуру С помощью электронной микроскопии установлено наличие в хромосомах различных спиральных структур. [c.457]

Жгутиковые — одноклеточные, и их хромосомы видны в течение всего биологического цикла. Они обнаруживают фибриллярную структуру, представляющуюся промежуточной между структурами бактериальных ядер и хромосом эукариотов — высших организмов [85]. Хромосомы жгутиковых состоят из нитей ДНК, которые отчетливо видны в тонких срезах. Гистоны, или основные белки, обычно ассоциированные с ДНК в клеточных ядрах и хромосомах высших организмов, в этом материале, по-видимому, отсутствуют [86—88]. Ультратонкие срезы этих хромосом выявляют наличие пачек параллельных арок, связанных с холестерической организацией [70, 89]. В продольном сечении полосы волокон, рассеченных под прямым углом, чередуются с волокнами, лежащими в плоскости сечения. В косых сечениях получаются ряды параллельных арок. В поперечных (или близких к поперечным) сечениях волокна имеют постоянное" направление или образуют большие дуги. [c.303]

В конденсированном состоянии каждый домен хроматина представляет собой, вероятно, компактную глобулу, которая занимает в метафазной хромосоме четко определенное положение для каждого участка ДНК. При локализации определенных генов в метафазной хромосоме они всегда обнаруживаются в одном и том же ее участке. Регулярная организация метафазных хромосом подтверждается также тем, что окрашивание их различными красителями дает стандартную картину в виде чередующихся полос более и менее интенсивной окраски. Полученная при окрашивании характерная исчерченность является надежным тестом для идентификации отдельных хромосом. [c.248]

Можно предположить, что многоуровневая организация ДНК повышает эффективность работы хромосомы как информационно-поисковой системы клетки. Действительно, компактное расположение сигнальных последовательностей ДНК около матрикса может в принципе облегчать поиск нужной петли ДНК, содержащей требуемый ген. [c.296]

При электронно-микроскопическом наблюдении видно, что нуклеоид прокариот, несмотря на отсутствие ядерной мембраны, довольно четко отграничен от цитоплазмы, занимает в ней, как правило, центральную область и заполнен нитями ДНК диаметром около 2 нм. Не исключено, что на выявляемую в электронном микроскопе организацию прокариотной хромосомы большое влияние оказывают условия фиксации препарата. По имеющимся наблюдениям, в живой клетке нуклеоид занимает больше места в цитоплазме. [c.55]

Результаты, полученные до настоящего времени, показывают, что В-хромосомы различного происхождения имеют в основном одинаковую организацию, но могут различаться по некоторым деталям. Несмотря на эти незначительные раз- [c.354]

Для большинства бактерий и архей можно считать справедливым утверждение о том, что это маленькие, просто устроенные организмы, имеющие универсальное строение. С другой стороны, мир микробов, населяющих нашу планету, чрезвычайно разнообразен. Его представители различаются морфологически, а также физиологическими и биохимическими свойствами. По принципу клеточной организации все микроорганизмы могут быть разделены на два типа — прокариоты и эукариоты. У прокариот ядерный аппарат, называемый часто нуклеоидом, представлен, в большинстве случаев, кольцевой молекулой ДНК, соответствующей одной хромосоме. У эукариот ядро содержит набор хромосом и отделено от цитоплазмы мембраной. Различия в организации ядерного аппарата коррелируют с рядом других особенностей эу- и прокариот (табл. 1). Первоначально к микроорганизмам относили и вирусы, однако в настоящее время их чаще рассматривают как особые формы жизни, не имеющие клеточного строения и содержащие, в отличие от про- и эукариот, лишь один тип нуклеиновых кислот (ДНК или РНК). [c.18]

Большое количество ДНК, содержащейся в клетках, сопряжено с проблемой упаковки. Например, одна клетка человека содержит примерно 2,2 м ДНК, распределенной между 46 хромосомами. Каждая хромосома, таким образом, содержит около 4,8 см (48 ООО мкм) ДНК. Длина хромосом человека составляет в среднем 6 мкм, коэффициент упаковки 8000 1. Чтобы поддерживать высокий уровень организации при сложенной ДНК, гистоновые белки образуют для ДНК очень точно спланированные строительные леса . [c.160]

Так или иначе, но взаимное расположение витков спирали оказывается решающим для уплотнения ДНК и управления экспрессией генов. При этом создается впечатление, что каждый такой виток ведет себя как независимая система, в пределах которой и проявляется активность генов. Иными словами, в хромосомах существует по меньшей мере один уровень структурной организации, сказывающийся на масштабах переноса информации в молекуле ДНК. [c.18]

Важнейшими признаками, отличающими эукариотическую клетку от прокариотической, являются структурная организация ядерного материала и способ его деления. Клетки эукариотов имеют обособленное ядро, отделенное от цитоплазмы мембраной. Наследственная информация заключена в хромосомах, содержащих дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) и белки особого типа. Деление ядра прй размножении клеток происходит в результате сложного процесса — митоза. [c.30]

Организация ДНП-частиц в хромосомах. У высших растений и животных ДНП-частицы представляют собой материал, из которого построены хромосомы. [c.457]

Инициация репликации строго регулируется. Полиреплнконная организация требует, чтобы в каждом цикле клеточного деления каждый ориджин сработал только один раз, в противном случае на хромосоме образуются разветвленные структуры. Для дрожжевых [c.69]

Представление о доменной организации хромосом эукариот было первоначально гипотезой, выдвинутой по аналогии с хорошо установленной доменной структурой бактериального нуклеотида. Хромосома в Е. oli существует в клетке в виде более или менее компактной структуры. Она состоит из нескольких десятков независимых суперспирализованных петель, которые могут релаксировать по отдельности. Суперспирализованное состояние ДНК, обладающее повышенной энергией, поддерживается в клетках бактерий ферментом ДНК-гиразой, использующим энергию АТФ. В эукариотических клетках этот фермент до сих пор не обнаружен, несмотря на многочисленные попытки его найти. [c.246]

В хромосоме Е. oli содержится ДНК длиной больше 1 мм, упакованная в клетке, длина которой пе превышает 2 мкм. Длина диплоидной ДНК, содержащейся в клетках человека, размер которых не превышает 20 мкм, достигает 1,5 м. Расплетание двойных спиралей ДНК в репликационных вилках требует быстрого вращения цепей (разд. А, 3,а). Хотя с чисто химической точки зрения процесс расплетания 3000 оснований за одну секунду не представляет проблемы, все же трудно представить себе, как две копии реплицируемой хромо-со.мы даже в клетках Е. oli могут разделяться, не запутываясь. Частично ответить на этот вопрос можно, если вспомнить о существовании ДНК-расплетающпх белков (разд. Д, 5, в), а также ДНК-релаксирую-щих , или раскручивающих , ферментов [185, 186] (см. также рис. 2-27). Важную роль играет при этом также организация хромосомы. [c.271]

Г. человека сосгоит из 23 хромосом и содержит примерно 3 10 нуклеотидных пар. Г. бактерий представлен единств, кольцеюй хромосомой, связанной с клеточной мембраной. Строение ее намного проще, чем у высших организмов. Так, ДНК генома ишечной палочки состоит из 3,8-10 нуклеотидных пар. Г. наиб, примитивных вирусов состоит из молекулы ДНК или (в нек-рых случаях) РНК, имеющих линейную или кольцевую форму. У более сложных вирусов обнаруживаются черты структурной организации, характерные для хромосом высших организмов. [c.519]

До.менная организация хроматина, как уже говорилось, проявляется на уровне метафазных хромосом. Если обработать мета-фазную хромосому при высокой концентрации Na l, удаляющей гистоны, то происходит ее деконденсация и ДНК отделяется ог остова метафазной хро.мосомы в виде большого количества петель (рис. 129). Для сохранения структуры эукариотических хромосом совершенно необходимы ионы Са (и, возможно, Си- ). Остов-сохраняет общую форму метафазной хромосомы и состоит главным образом из полипептидов двух типов. Один из них, по-видимоМу, топоизомераза П. Если окрасить метафазные хромосомы антителами к топоизомеразе И, выяв тяется структура, очень сходная с остовом, видимым при удалении гистонов. Начало и конец каждой Пстли ДНК в таких распушенных метафазных хромосомах локализуются в одном и том же-месте остова. Размер одной петли для млекопитающих составляет в среднем обычно 40—50 т. п. н. [c.246]

Наиб, изучена мол. организация т.наз. мобильных дис-пергир. генов (МДГ) дрозофилы, построенных также по типу транспозонов. Известно неск. семейств МДГ. Все они имеют много общих св-в это множественные видоспецифичные активно транскрибируемые гены, локализация к-рых на хромосомах варьирует не только у разных линий дрозофилы, но даже у разных особей одной линии. Все они содержат 5-7 тью. пар нуклеотидов и повторяются в геноме от 10 до 200 раз. Отличит, особенность МДГ-присутствие на их концах повторяющихся нуклеотидных последовательностей (250-500 пар), имеющих прямую ориентацию. Считается, что МДГ способны перемещаться в результате синтеза РНК-копии и последующей ее обратной транскрип- [c.80]

Хроматин — материал, составляющий хромосомы, содержит ДНК, небольшое количество РНК, гистоновые белки пяти видов и не гистоновые белки (около 400 типов в клетках млекопитающих), а также некоторое количество липидов. Способ организации хроматина начал выясняться начиная с 1974 г. Последние идеи можно обсуждать, исходя из четырех постепенно усложняющихся стадий структурной организации нуклеотяж, соленоид, единичное волокно и хроматид. [c.51]

В ядрах клеток высших животных и растений ДНК входит в состав сложного морфологического образования — хромосомы главным компонентом которого помимо ДНК являются основные белки — гистоны, в небольших количествах присутствует также РНК и негистонные белки. Молекулярная организация хромосом сложна и еще не вполне выяснена установлено, во всяком случае, о внутри одной клетки содержится набор гетерогенных молекул ДНК. Вопрос о размерах интактных молекул ДНК внутри [c.33]

Установлено, что молекула ДНК в слетке представляет собой совокупность генов, регуляторных участков (последовательностей, связьшающихся с регуляторными белками и управляющих уровнем экспрессии генов), районов, участвующих в организации генов в хромосомах, а также последовательностей, ф-вдги к-рых еще не известны. [c.298]

Для фибриллы диаметром 10 нм предложена модель бусы на нитке со специфич. по отнощению к нуклеотвдной последовательности ДНК расположением нуклеосом (т. наз. фазированием). Следующий уровень организации представлен толстой фибриллой диаметром 30 нм. Ее описывают две альтернативные модели регулярная спираль - соленовд, на один виток к-рой приходится от 3 до 7-8 нуклеосом и менее признанная глобулярная, где каждые 6-12 нуклеосом обра -ют глобулу. Важную роль в наднуклеосомной организации X. Иф ет гистон Н1. Детали устройства т.наз. петельной или доменной структуры X. и собственно хромосомы в метафазе (одна из стадий деления клетки) неизвестны. Интересна гипотеза о соответствии одного домена одному или, в крайнем случае, неск. генам. [c.314]

Вся генетическая информация прокариот содержится в одной молекуле ДНК, имеющей форму ковалентно замкнутого кольца и получившей название бактериальной хромосомы. Длина молекулы в развернутом виде может составлять более 1 мм, т. е. почти в 1000 раз превышать длину бактериальной клетки. Длительное время считали, что в распределении нитей ДНК бактериальной хромосомы не прослеживается никакой закономерности. Однако если исходить из того, что молекула ДНК образует беспорядочный клубок, трудно объяснить процесс репликации и последующее распределение образовавшихся хромосом по дочерним клеткам. Специальные исследования показали, что хромосомы прокариот представляют собой высокоупорядоченную структуру, имеющую константу седиментации 1300 — 20005 для свободной и 3200—70005 для связанной с мембраной формы. В том и другом случае часть ДНК в этой структуре представлена системой из 20— 100 независимо суперспирализованных петель. В обеспечении супер-спирализованной организации хромосом участвуют молекулы РНК. [c.55]

В качестве одной из примечательных особенностей генетического материала цианобактерий отмечают значительные различия величины цианобактериальной хромосомы. Размеры геномов, изученные более чем у 100 щтаммов из разных групп, располагаются в диапазоне 1,6 —8,6-10 Да, при этом просматривается определенная корреляция между степенью морфологической сложности и величиной генома, достигающего максимальных значений у цианобактерий со сложной организацией трихомов и циклами развития. В группе цианобактерий сформирован самый крупный геном, обнаруженный до сих пор у прокариот. В то же время некоторые цианобактерии в отнощении морфологической сложности также достигли верщины в мире прокариот и не имеют равных среди других грамотрицательных эубактерий. [c.313]

Бактерии имеют клеточную организацию и у них имеются нуклеиновые кислоты обоих типов — РНК и ДНК, из которых ДНК представлена в виде одиночной (кольцевидной) хромосомы Большинство из них размножается на питательных средах (вне организма), а если среди бактерий и есть безусловные (облигатные) паразиты, приближающиеся по данному признаку к вирусам (хла-мидии, спироплазмы, риккетсии), то паразитизм их отличается по своему механизму — его можно назвать клеточным Паразитизм вирусов развивается на генетическом уровне Таким образом, бактерии — это организмы, состоящие из функционально связанных структур, в том числе, генетических Несмотря на то, что генетические структуры бактериальной клетки функционируют полноценно, они не сгруппированы в форме отграниченного ядра, и поэтому бактерии отнесены к предъядерным (прокариотическим) организмам [c.25]

Информация, которую несут катаболические плазмиды, может расширять круг субстратов хозяина либо полным кодированием нового биохимического пути, либо дополнением и продолжением хромосомально кодируемых путей, либо объединением двух метаболических путей. Комплементация, таким образом, особенно важна, если существующие механизмы приводят только к частичной деградации соединения, в результате которой накапливаются потенциально токсичные метаболиты. Такие цлазмиды могут также обеспечивать существование ферментов, катализирующих с большей субстратной специфичностью реакции ферментных систем, закодированных в хромосомах. Плазмиды с молекулярной массой от 1,5 до более чем 900 тыс. пар нуклеотидов (п. н.) были выделены из природных бактерий. Плазмиды, используемые для конструирования векторов, обычно малы (2—10 тыс. п. н.), в то время как катаболические плазмиды относятся к наиболее крупным. С этими молекулами трудно работать, и, хотя разработаны методы их исследования, об их структурной организации, за исключением нескольких, известно мало. [c.325]

Задача физической химии нуклеиновых кислот состоит в описании и интерпретации ряда свойств, возникающих благодаря наличию у этих полимеров вторичной структуры. Первичная структура, т. е. природа и расположение ковалентных связей в молекуле, изучалась и будет изучаться специальными методами биохимии и органической химии. Аспекты вторичной структуры касаются размеров, формы и конформации макромолекулы, и их изучение проводится методами рентгенографии, а также менее специализированными методами физической химии. Чисто морфологические детали третичной структуры изучаются главным образом методами современной электронной микроскопии. Они включают вопросы взаимоотношения нуклеиновой кислоты и белка в нуклеопротеидах, организации агрегатов полинуклеотидных тяжей и упаковки субъединиц в вирусах и нуклеопротеидных частицах. При рассмотрении еще более высоких уровней организации, например вопроса о распределении нуклеиновых кислот в хромосомах, сомнительно, уместно ли для таких структур пользоваться термином молекула (или даже макромолекула). [c.519]

Все возрастающий интерес к надмолекулярным структурам ДНК не случаен и объясняется тем, что основные проблемы радиобиологии не нашли должного разрешения с позиций повреждения молекулярной структуры ДНК. Более того, неопределенность в этом вопросе привела к тому, что структурным повреждениям в ДНК не придается должного значения в начальном радиационном поражении клетки [2]. Основной причиной такого положения является недооценка того, что ДНК в клетке функционирует не самостоятельно, а в составе сложно организованных надмолекулярных структур. Поэтому исследование функций ДНК в этих структурах, особенностей ее вторичной, тритичной и четвертичной структур в метаболических процессах может быть ключевым для понимания их радиобиологической роли. Хромосомы ядра клетки —это надмолекулярные структуры ДНК, в организации которых важная роль принадлежит различным белкам [45, 61] и ионам металлов [74]. [c.56]

Включения и запасные вещества. Прокариоты характеризуются сравнительно простой внутриклеточной организацией и не содержат автономных органелл, хотя многие бактерии имеют включения. Среди них в первую очередь следует отметить различного рода мембранные пузырьки, образованные в результате инвагинаций ЦПМ. Общей структурой, встречающейся как у грамположительных, так и у грамотрицательных организмов, является мезосома (см. рис. 14). Это инвагинация ЦПМ в форме везикул, трубочек или ламелл. Точные функции ее до настоящего времени неясны. Считается, что она может играть роль в делении клетки, образуя септу, а затем и поперечную перегородку, а также служить местом прикрепления микробной хромосомы, участвуя в репликации и последующем расхождении дочерних клеток. Мезосо-мы могут также принимать участие в процессах секреции. Однако некоторые исследователи считают, что мезосома — это артефакт, возникающий при фиксации клеток для электронной микроскопии. [c.33]

У высших организмов ДНК находится в хромосомах. Хромосомы имеют разную форму, которая зависит от центрической перетяжки. В каждой хромосоме содержится гигантская молекула ДНК (ММ 101 Да, линейная длина — несколько сантиметров), которая составляет основу хроматина. Хроматин — комплекс ДНК с РНК и белками (ДНК — 30-45%, гистоны — 30-50, негистоновые белки - 4-30, РНК - до 10%). Структурная организация хроматина такова, что позволяет использовать одну и ту же генетическую информацию ДНК, присущую данному виду организма, по-разному в специализированных клетках. При этом основная часть хроматина не активна. Она содержит плотно упакованную ДНК. Активный хроматин составляет в разных клетках от 2 до 11%. Упаковка (компактизация) ДНК следующая. Нуклеосома содержит отрезок двуспиральной ДНК, равный по протяженности 140 парам оснований, обвитый в 1,5 оборота вокруг ядра, состоящего из гистонов (2Н1, 2Н2а, 2Н2в и 2Н3). Степень компактизации — 5 раз. Примерно 90% ДНК входит в состав нуклеосом, 10% содержится в перемычках между нуклеосомами (30-60 пар, связанных с гистоном Н ). Считают, что нуклеосомы содержат фрагменты молчащего хроматина, а перемычки — активного. При развертывании нуклеосомы весь хроматин активный. Диско-идные нуклеосомы имеют диаметр 10 нм и высоту 5 нм. Из них образуются фибриллы. Фибриллы толщиной Ю нм состоят из ряда нуклеосом, касающихся друг друга своими краями и ориентированных плоскими поверхностями вдоль оси фибрилл. Фибриллы скручиваются в спираль, на виток которой приходится 6-7 нуклеосом. В результате образуется хроматиновое волокно диаметром 30 нм. Для того чтобы образовалась митотическая хромосома нормального размера, волокно такого диаметра должно подвергнуться дополнительной компактизации с уменьшением результирующей длины в 100 раз. [c.293]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология