Простейших хромосомы

В 1866 г. аббат Грегор Мендель (1822—1884) предложил простую теорию передачи наследственных признаков, основанную на результатах опытов по скрещиванию двух сортов гороха, которые он проводил в саду августинского монастыря в Брюнне в Моравии (ныне Брно, Чехословакия). Он установил, что результаты опытов можно объяснить, если допустить, что каждое растение второго поколения получает от каждого из двух родительских растений некий задаток или фактор (называемый теперь геном), определяющий развитие одного наследственного признака. Согласно современным представлениям, гены линейно расположены в более крупных структурах — хромосомах, которые можно увидеть в ядрах клеток при помощи сильного микроскопа. [c.452]

Следует также указать, что определение пола, особенно у насекомых, часто усложняется наличием более чем одной пары половых хромосом. В относительно простых случаях это одна -хромосома, но две Х-хромосомы. Самцы при этом [c.131]

В 1866 г. аббат Грегор Иоганн Мендель (1822—1884) предложил простую теорию наследственности, основанную на результатах выполненных им опытов по выраш иванию гороха в саду Августинского монастыря в Брно, в Моравии (ньше Чехословакия). Он установил, что полученные результаты опытов можно объяснить, если допустить, что каждое из растений второго поколения получает от каждого из двух растений-роди-телей некоторый фактор (теперь называемый геном) для каждого наследуемого признака. Согласно современным представлениям гены линейно расположены в более крупных структурах — хромосомах, которые можно с помош ью сильного микроскопа увидеть в ядрах клеток. [c.684]

Биохимические функции. В репродуктивных тканях андрогены отвечают за их дифференцировку и функционирование. Образовавшийся в семенниках тестостерон и его активный метаболит ДГТ проникают в клетки-мишени методом простой или облегченной диффузии и взаимодействуют с одним и тем же белковым рецептором. Образовавшиеся гормон-рецепторные комплексы перемещаются в ядро, связываются с хроматином и стимулируют процессы синтеза белка (гл. И). В репродуктивных органах эти процессы реализуются в половой дифференцировке, основные этапы которой представляют собой хромосомы—гонады—фенотип. Кроме того, андрогены стимулируют сперматогенез, половое созревание и по принципу обратной связи контролируют секрецию гонадотропинов. Помимо влияния на функционирование репродуктивной системы, андрогены участвуют в контроле клеточного метаболизма многих других тканей и органов. Независимо от типа ткани андрогены проявляют анаболические эффекты, связанные со стимуляцией процессов транскрипции и увеличения скорости синтеза белка. Более всего андрогенных клеток-мишеней находится в скелетных мышцах, причем под действием гормонов происходит резкое увеличение мышечных белков и наращивание мышечной массы. Стимуляция белок-синтетических процессов под действием андрогенов отмечена в почках, сердечной мышце, костной ткани. Андрогены образуются не только в семенниках, но и в яичниках. Их роль в организме женщин или самок животных заключается в формировании поведенческих реакций, а также в контроле за синтезом белка в репродуктивных органах. [c.161]

На фиг. 41 представлен простейший случай образования одной хиазмы. Две спаренные гомологичные хромосомы (А) образуют каждая по две хроматиды ( ). Одна из хроматид каждой хромосомы остается неизменной, а другая разрывается. Концы разорванных хроматид соединяются так, что хроматида одной хромосомы соединяется с оторванным участком хроматиды другой хромосомы В). [c.104]

Фабрика-клетка работает не так уж просто. Хромосомы, т. е. гены, ДНК находятся в ядре клетки, а синтез белка происходит вне ядра, в цитоплазме. Можно сравнить хромосомы с конструкторским бюро фабрики, где готовятся чертежи для выпуска белковой продукции. Информация, содержащаяся в ДНК, должна каким-то способом быть передана цз конструкторского бюро в цеха, вырабатывающие белки. [c.277]

Холестерическая структура найдена в хромосомах некоторых микроорганизмов, главным образом жгутиковых, большой группе простейших и в ядрах многих бактерий. [c.303]

Участки, сходные по последовательности с лйГ-участками фага А, обнаружены и в некоторых оперонах хромосомы Е. соИ, в частности в оперонах рибосомных РНК- Внутри этих оперонов имеются р-зависимые терминаторы, на которых, однако, в норме терминации не происходит. С низкой эффективностью идет в этих оперонах терминация и на искусственно введенных р-зависимых терминаторах. Терминаторы внутри генов рибосомной РНК, по-видимому, не нл жны для его функционирования. Они просто там есть, потому что некоторые последовате.тьности, необходимые для функционирования рРНК, проявляют терминирующие свойства. Когда такие постедовательности встречаются в составе мРНК, с терминацией борется рибосома, осуществ-тяющая трансляцию. Поэтому в отсутствие транс.тяции внутри многих генов происходит терминация транскрипции. В случае рибосомных РНК, которые никогда не транслируются, д.тя борьбы с терминацией в ненужных местах предусмотрена система антитерминации, формирующаяся в начале оперона. Какие белки принимают участие в этой системе, еще не ясно. [c.162]

Репликация, транскрипция и трансляция геномов органелл. В хлоропластах и митохондриях ДНК представлена небольшими двухцепочечными молекулами, обычно кольцевыми, и не связана с гистонами. Таким образом, генетическая информация органелл содержится в структурах, весьма сходных с хромосомами прокариот, хотя и значительно меньших по размерам. В каждой органелле имеется множество копий ДНК (до 40—50 в некоторых хлоропластах). Кроме того, хлоропласты и митохондрии содержат аппарат транскрипции и трансляции, включая специфические для органелл рибосомы, которые меньше цитоплазматических 808-рибосом и близки по величине к 708-рибосо-мам прокариот. Синтез белка в органеллах ингибируется хлорам нико-лом и некоторыми другими антибиотиками, подавляющими этот процесс и у прокариот, но не влияющими на синтез белка в цитоплазме эукариотической клетки. Таким образом, хлоропласты и митохондрии обнаруживают ряд важных черт фундаментального сходства с прокариотическими клетками. Митохондрии обладают еще одной особенностью, характерной для клеток, но не для других компонентов клетки они образуются путем деления предсуществующих органелл. Это продемонстрировано также в отношении многих типов хлоропластов у водорослей. У высших растений зрелые хлоропласты развиваются из более простых структур — пропластид на стадии пропластид и происходит воспроизводство этих органелл. [c.49]

Раньше предполагали, что существуют простые (невзаимные) транслокации, состоящие в прикреплении участка одной хромосомы к концу нормальной, неизмененной хромосомы. [c.165]

Наиболее своеобразная особенность добавочных хромосом— это их вредное действие, а в некоторых случаях — просто отсутствие влияния. В тех случаях, когда вредный эффект совершенно несомненен, как, например, у ржи, полная элиминация добавочных хромосом из популяции предотвращается лишь их необычайной способностью удваивать свое число. Таким образом, создается впечатление, что в этих случаях добавочные хромосомы ведут паразитический образ жизни и борются лишь за свое собственное существование. Во всяком случае, до настоящего времени не удалось обнаружить какого-либо положительного влияния этих хромосом. [c.357]

Обычно бактерии размножаются простым клеточным делением, т. е. количество ДНК в хромосоме удваивается, клетки делятся и дочерние клетки получают идентичные хромосомы. Однако, как показали в 1946 г. 1едерберг и Татум [13а], бактерии могут размножаться и половым путем. Прямых данных о спаривании у бактерий первоначально не было, однако было показано, что если смешать клетки двух различных мутант-лых штаммов К-12 Е.соИ и выращивать их совместно в течение нескольких поколений, то некоторые бактерии вновь обретут способность к росту на минимальной среде. Поскольку каждый из этих штаммов содержал по одному дефектному гену, образование особи, не несущей ни одного из этих дефектов, могло произойти лишь в результате комбинирования генетического материала обеих штаммов. Именно эти опыты по- служили основанием для вывода о существовании у бактерий конъюгации. В дальнейшем было показано, что в процессе конъюгации может происходить истинная генетическая рекомбинация. Это означает, что гены двух спаривающихся клеток могут быть интегрированы с образованием единой цепи бактериальной ДНК- [c.189]

Общая схема синтеза все же ясна. Порядок аминокислотных остатков в белке, т. е. тип белка, будет зависеть от порядка оснований в матричной РНК, а этот порядок, в свою очередь, определяется порядком оснований в ДНК. Но ведь ДНК способна к саморазмножению. Отсюда вытекает, что порядок оснований в исходной ДНК будет определять образование одних и тех же белковых молекул неопределенно долгое время. Именно этим механизмом и объясняется сохранение типа белка и в конечном счете наследование признаков. Следовательно, ДНК несет важнейшую функцию — с помощью этой нуклеиновой кислоты передаются наследственные признаки. Иногда это выражают словами ДНК несет генетическую информацию . На ДНК синтезируется РНК, а на РНК создается белок . Поэтому если после удвоения спиральной молекулы ДНК получилось две одинаковые новые двойные спирали, то они смогут синтезировать такие же молекулы РНК, что и исходная, а на этих новых молекулах РНК будут формироваться те же белки, что и раньше. Организм, построенный из новых белков, ничем не должен отличаться от исходного. Так оно на самом деле и происходит. Бактериальная хромосома, т. е. хромосома простейшей клетки, содержит всего одну двойную молекулу ДНК- При размножении бактериальная клетка делится на две и каждая из них получает по одной двойной молекуле ДНК, причем обе молекулы совершенно одинаковы. Следовательно, в процессе деления бактериальной клетки происходит удвоение ДНК — из одной двойной спирали получаются две двойные спирали и каждая становится источником для получения матричной РНК, т. е. дает начало синтезу белков. Белки, конечно, у обеих клеток будут также совершенно одинаковыми. Это вегетативное размножение. При таком способе размножения потомство по всем свойствам полностью совпадает с родителями и никакой эволюции не совершается — организмы просто увеличиваются в числе. Вегетативное размножение — простейший способ воспроизводства, но его значение в природе велико, так как и [c.82]

Важно уяснить, что именно основания, пуриновые или пиримидиновые, являются носителями генетической информации, подобно тому как боковые цепи аминокислот определяют химические и функциональные свойства аминокислоты. Носитель наследственной информации — молекула ДНК — организована в клетке в структурные единицы — гены. Эти последние в свою очередь локализованы в особых структурах — хромосомах, которые находятся в ядре животных или растительных клеток. Именно ген содержит информацию, определяющую специфический признак цвет глаз и волос, рост, пол и т. д. Однако для описания на молекулярном уровне ген — довольно сложное образование, так как число молекулярных стадий при реализации конкретного признака может быть весьма велико. Отметим, что любой генетический признак реализуется с помощью белкового синтеза (структурного белка либо фермента), и введем понятие более простого элемента — цистрона. Цистрон определяют как часть ДНК, которая несет генетическую информацию (кодирует) о синтезе лищь одной полипептидной цепи. Хромосома содержит много сотен цистронов. Все количество ДНК, содержащееся в клетке, называется геномом. [c.108]

Легкость, с которой чужеродная ДНК встраивается в хромосомы бактб рий, поразительна. Происходит ли то же самое в организме человека На этот вопрос можно ответить утвердительно. Однако, в какой степени клетки человека устойчивы к изменениям, обусловленным внедрением в них вирусов, не ясно. Нам известно, что вирусы, вызывающие опухоли (онкогенные), могут включаться в геном клеток животных. Простейшими из них являются вирус полиомы и SV40 (дополнение 4-В). После включения вирусной ДНК в хромосому клетки-хозяина некоторые вирусные гены продолжают транскрибироваться. Другие находятся в неактивном состоянии, как в случае с фагом %. В редких случаях включение вирусной ДНК в геном клетки-хозяина приводит к трансформации клетки в опухолеподобное состояние. Связано ли это с действием специфических продуктов вирусных генов, с изменением фенотипического выражения генов хозяина или же с мутациями (как это имеет место при включении фага % в хромосому Е. соН), не известно. Ясно лишь, что свойства поверхностей трансформированных клеток при этом изменяются. Это в свою очередь приводит уменьшению контактного ингибирования (гл. 1, разд. Д, 3, в), ив результате начинается глубокое прорастание трансформированных клеток. Таким образом, основная отличительная черта опухолей может быть обусловлена включением вирусной ДНК в геном нормальной клетки [234, 235]. [c.288]

Рис. 127. Простейшая модель хроматиновой фибриллы — так называемая мини-хромосома вируса ЗУ40 (любезно предоставлен С. А. Недоспасовым)

Поскольку эти проблемы лежат уже практически за гранью химической структуры, рассмотрим два более простых типа тре тичной структуры, которые можно описать с определенной точностью. В некоторых вирусах и бактериях ДНК несомненно существует в форме замкнутого цикла, что связано с новыми типами топологической структуры. Заметим, что эти топологические особенности имеют некоторую связь с развиваемыми представлениями о структуре хромосомы. [c.48]

При делении клетки образуются две дочерние клетки, каждая из которых содержит хромосомы, ДНК которых являются фактически точными копиями молекулы (молекул) родительской ДНК-Это простейший наблюдаемый процесс репликации. На практике, по одной из цепей родительского дуплекса оказывается в каждой дочерней клетке наряду с еще одной вновь синтезируемой комплиментарной цепью. Ферментом, который осуществляет этот новый синтез, является ДНК-полимераза П1, которая подбирает подходящие дезоксинуклеотиды, в виде их 5 -трифосфатов, по принципу Уотсон-Крнковского спаривания оснований к обеим раскрученным родительским цепям. Этот тип копирования известен под названием полуконсервативной репликации ДНК схема (2) . [c.198]

Для повышения продукции глюкоамилазы в хромосомную ДНК грибов А. niger встроили несколько копий ее гена. Оказалось, что активность глюкоамилазы не коррелирует с числом копий гена, но сильно зависит от того, в какой участок хромосомы они были встроены. Таким образом, простого увеличения числа копий гена [c.290]

В мейозе у самок две Х-хромосомы конъюгируют, образуя пару, и поэтому каждая яйцеклетка содержит одну Х-хромо-сому. У самцов в мейозе Х-хромосома конъюгирует с -хро-мосомой. Хотя эти хромосомы различны, однако определенная часть Х-хромосомы соответствует определенной части У-хромосомы, и между этими гомологичными сегментами происходит конъюгация. В результате такой конъюгации образующиеся мужские половые клетки содержат в одном случае Х-, а в другом У-хромосому. Эти два типа мужских половых клеток образуются с равной частотой. Поэтому яйца самки, которые все содержат Х-хромосому, с равной вероятностью могут быть оплодотворены как сперматозоидом с Х-хромосо-мой, так и сперматозоидом с У-хромосомой. Яйцо, оплодотворенное сперматозоидом с Х-хромосомой, будет, таким образом, содержать две Х-хромосомы (X -Ь X) и разовьется в самку, а при оплодотворении сперматозоидом с У-хромосомой — одну X- и одну У-хромосому и разовьется в самца (X -Ь У). В пояснение этого простого, но чрезвычайно важного способа определения пола приведена схема на фиг. 48. [c.126]

Вас subtilis — почвенные, спорообразующие, грамположительные, непатогенные, прямые, перитрихальные палочки (0,7-0,8 х 2,0-3,0 мкм), хорошо растет на простых питательных средах при разных температурах (минимальная 5-20°С, максимальная 45-55°С), содержание Г-1-Ц в ДНК от 32 до 62 мол%, обладает высокой частотой трансформации (4%), с кольцевой хромосомой, на которой известно более 2000 локусов, содержит сайт-специфические нук-леазы, чувствительна к включению векторов [c.199]

Теперь образование гаплоидных ядер гамет может очень просто происходить в результате второго делеппя мейоза, при котором хромосомы выстраиваются на экваторе нового веретена и без дальнейшей репликации ДНК сестринские хроматиды отделяются друг от друга, как при обычном мнтозе, образуя клетки с гаплоидщ1м набором ДНК. Таким образом, мейоз состоит из двух клеточных делений, следующих за единственной фазой удвоения хромосом, так что из каждой клетки, вступающей в мейоз, получаются в итоге четыре гаплоидные клетки. [c.17]

Большинство спермиев- это клетки, избавленные от всего лишнего , не обремененные такими цитоплазматическими органеллами, как рибосомы, эн-доплазматический ретнкулум нли аппарат Гольджи, присутствия которых не требуется для передачи ДНК яйцеклетке. С другой стороны, спермни содержат много митохондрий, расположенных в тех местах, где они могут наиболее эффективно снабжать энергией жгутик. Спермий обычно состоит из двух морфологически и функционально различающихся частей, заключенных в единую плазматическую мембрану из головки, содержащей необычайно сильно уплотненное гаплоидное ядро, и хвоста, который продвигает всю клетку по направлению к яйцу и способствует прохождению головки через яйцевую оболочку. ДНК в ядре неактивна и исключительно плотно упакована, так что объем ее доведен до минимума. Хромосомы многих сперматозоидов обходятся даже без гистонов, свойственных соматическим клеткам,-вместо этого здесь имеются простые белки, обладающие большим положительным зарядом. [c.35]

Механизмы, участвующие в аллельном исключении и в врборе одного типа L-цепей в ходе развития В-клеток, неизвестны. Одиа из очевидных возможностей состоит в том, что в неэкспресснруемых генных пулах сегменты генов антител просто не подвергаются перегруппировке. Однако уже получены убедительные данные о том, что это не так. Часто в иеэкспрессируемых хромосомах перестройки происходят, но неправильным образом н поэтому не могут обеспечить синтез цепей Ig, пригодных для построения антител. Это наводит на мысль, что, может быть, соединение сегментов генов V-области в ходе развития В-клеток-в известной степени случайный процесс, чаще приводящий к непродуктивным перестройкам, чем к продуктивным. В этом случае аллельное исключение могло бы быть просто результатом того, что очень низка вероятность успешной перестройки в более чем одном генном пуле для каждой цепи. Но это означало бы, что во многих клетках вообще не будет успешной перестройки и, следовательно, синтеза антител. Поскольку такие клеткн не будут стимулироваться никаким антигеном, онн должны бы- [c.41]

Ядро клетки составляет ее центральную часть. Ядрышко (их в ядре может быть и несколько) содержит РНК. Молекулы ДНК образуют хромосомы — сложные структуры, окрашивающиеся основными красителями (буквальный перевод слова хромосома — окрашивающееся тело). Строение хромосом зависит от вида организма. В простейших живых существах — вирусах — хромосома, по-видимому, состоит всего-навсего из одной молекулы ДНК. [c.166]

Однако сразу возникают вопросы. Разрешает ли структура ДНК существование таких резких изломов, какие должны возникнуть в двух вершинах креста Ведь нить ДНК обладает определенной жесткостью, не так просто сделать в ней резкий излом. В главе 3 мы уже обсуждали эту проблему в связи с укладкой ДНК в хромосомах. Двойная спираль — весьма жесткая штука, и для её изгибания в хромосомах существуют специальные белки (гистоны и другие). Правда, одиночная нить гораздо менее жесткая, так чго вообще изломы в одиночной цепи возможны. Но они требуют затрат энергии. Поэтому совершенно не ясно, зачем в ДНК будет возникать крест, если он может превратиться в регулярную двойную спираль. Но все это так в случае линейных молекул. А в сверхспирализованных [c.103]

Другим примером генетической рекомбинации служит конъюгация бактерий. Обычно бактерии размножаются вегетативным путем, с помощью простого роста и деления. Однако у некоторых видов бактерий время от времени происходит половая конъюгация. В процессе такой конъюгации часть одной из цепей (или вся цепь) хромосомы донорной клетки переносится через пиль-длинный соединительный канал-в реципиентную клетку того же вида (рис. 30-13). Донор-ная клетка обозначается как Р или (-I- )-клетка, так как она несет половой фактор Р реципиентная клетка, не содержащая Р-фактора, называется (—)- клеткой. В результате половой конъюгации реципиентная клетка приобретает несколько новых генов, которые встраи- [c.976]

В лизогенных клетках профаг прочно связан с хромосомой клетки-хозяина. При конъюгации клеток профаг вместе с хромосомой хозяина переносится из клетки-донора в клетку-реципиент. Генетические эксперименты показывают, что фаг лямбда присоединен к хромосоме хозяина в совершенно определенном месте (между галактозным опероном и биотиновым локусом). Вначале предполагали, что ДНК бактериофага только прикрепляется к хромосоме бактерии в этом участке. Однако в результате составления генетических карт фага, а также из опытов по рекомбинации стало ясно, что фаговая ДНК при лизогенизации не просто прикрепляется к бактериальной ДНК, а включается в нее. [c.150]

Как было установлено около 15 лет назад, некоторые мутации, спонтанно возникающие у Es heri hia oli, объясняются включением чужеродной ДНК. Такие мутации происходят в структурных и регуляторных генах по всей хромосоме. Чужеродная ДНК представляет собой так называемые инсерционные последовательности (IS-элементы) они встречаются как в бактериальных хромосомах, так и в плазмидах. IS-эле-менты состоят из 800-1400 пар нуклеотидов распознаваемых фенотипических признаков они не кодируют, и об их функциях мало что известно. Мутагенное действие их обусловлено просто включением посторонней ДНК, нарушающим процесс транскрипции (с. 447). Можно предполагать, что IS-элементы играют важную роль в перестройках генетического материала. [c.455]

У вирусов бактерий (бактериофагов) были получены мутации нескольких типов. Мутантный фаг, как правило, отличается от фага дикого тина спектром литического действия (круг возможных хозяев) или морфологией стерильных пятен. Недавно были обнаружены другие мутанты (так называемые условно летальные)-, отбор этих мутантов основан на их чувствительности к повышенной температуре (такие ts-мутанты способны расти, скажем, при 30, но не при 40°) или на их способности размножаться в клетках какого-то одного определенного типа и неспособности размножаться на близкородственных бактериальных штаммах. Мутанты этой последней группы называются ашЬег-мутантами или просто ат-мутантами. Было показано, что у фагов Т2 и Т4 как мутации ат, так и мутации ts локализованы в различных участках хромосомы. Известно, что эти участки контролируют синтез не только обычных фаговых белков, но и других белков, которые вырабатываются зараженной бактериальной клеткой и необходимы для синтеза компонентов фага, в особенности его ДНК. Анализ всех этих мутантов позволил построить детальные генетические карты для нескольких вирусов бактерий. [c.487]

Исследования на плодовой мушке показали, что простой На первый взгляд механизм определения пола в действительности сложнее. Несомненно, что Х-хромосома направляет развитие в сторону женского пола. Однако У-хромосома у плодовой мушки никак не влияет на пол. Например, можно получить особей типа ХО, т. е. имеющих одну лишь Х-хромосому, но лишенных У-хромосо-мы. Такие особи представляют собой типичных самцов, но они совершенно стерильны. Следовательно, наличие У-хромосомы обеспечивает плодовитость самцов, но она не влияет на определение пола как таковое [c.127]

Самый простой тип фрагментации — это разрыв хромосомы на две части. В исключительных случаях место разрыва приходится на центромеру, однако обычно в результате разрыва получается два фрагмента хромосомы один из них несет центромеру, тогда как другой ацентричен, т. е. лишен центромеры. [c.160]

В настоящее время для обнаружения новых мутаций, возникающих в Х-хромосоме дрозофилы, применяют другой метод, более простой и эффективный, чем метод С1В. В так называемой линии Мёллер-5 Х-хромосома содержит две инверсии, которые препятствуют перекресту по всей длине хромосомы. Кроме того, в этой хромосоме имеются два гена- [c.207]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология