Хромосомы растений

Одной из основных проблем при получении трансгенных растений был способ введения чужеродных генов в хромосомы растений, т. е. трансформация растительных клеток. Значительный прорыв был сделан при открытии возможности использования природной системы трансформации растений Ti-плазмидами почвенных агробактерий. [c.51]

Векторы для трансформации растений на основе Ti-плазмид. Уникальные биологические свойства Ti-плазмиды делают ее идеальным природным вектором для переноса генов Ti-Плазмида имеет широкий круг хозяев, встраивает Т-ДНК в хромосомы растений, где она может реплицироваться, и ее гены транслируются с образованием белка. Существенно также, что границы Т-ДНК обозначены прямыми повторяющимися последовательностями длиной 25 нуклеотидных пар, и любой фрагмент чужеродной ДНК, вставленный между этими повторами, будет перенесен в растительную клетку. Однако манипуляции с Ti-плазмидой затруднены из-за больших размеров, вставить ген в плазмиду традиционными методами не представляется возможным. Поэтому Ti-плазмида была модифицирована генно-инженерными путями, и на ее основе были получены векторы для трансформации растений. [c.54]

Органоиды - зто протоплазматические тельца разного размера ядро, пластиды, митохондрии. Ядро содержит нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) оно является центром процессов синтеза, регулирует жизненные функции и служит носителем наследственных свойств клетки благодаря содержащимся в нем хромосомам. Для растений характерно наличие пластид, которые вьшолняют функции, связанные с фотосинтезом, и классифицируются в зависимости от наличия пигментов (см. 8.5.3 и 11.10). Более мелкие тельца митохондрии играют важную роль в дыхательной активности, запасают и передают энергию. В органоидах клетки образуются ферменты - биокатализаторы синтеза органических веществ - и Другие белки возникают в результате клеточного дыхания богатые энергией соединения синтезируются полисахариды и т.д. [c.195]

ДНК с белком образует хромосомы, которые еще до открытия ДНК были известны как носители генетической информации данного вида живых существ (животных, растений, микроорганизмов). Вирус представляет из себя гигантскую нуклеиновую кислоту, одетую снаружи чехлом из белковой молекулы. Твердо установлено, что ДНК не участвует в синтезе белков, но передает наследственную информацию при делении клеточных ядер. [c.733]

Однако вирусы как векторы обладают четырьмя существенными недостатками они патогенны, их емкость небольшая, вирусы не способны встраиваться в хромосомы растительных клеток, они, в основном, видоспецифичны, то есть поражают определенный круг растений — хозяев. [c.513]

Растения в период синтеза ДНК получали в качестве специфического предшественника ДНК меченный тритием тимидин [15]. Во время деления обе дочерние хроматиды оказались мечеными. Однако нри следуюш ем цикле удвоения, когда Н -тимидин был удален, обе эти хромосомы дали, как и предполагалось, но одной меченой и одной немеченой хроматиде. [c.197]

Наиболее важный процесс, происходящий во время обычного деления клетки, — это деление клеточного ядра, а наиболее ответственный процесс в делении ядра (митозе) состоит в том, что хромосома удваивается, образуя две дочерние хромосомы. Эти последние отделяются друг от друга и идут к разным полюсам. Так образуются два новых ядра. У растений затем между этими ядрами образуется клеточная стенка, показывающая, что деление ядра привело к возникновению двух отдельных клеток. [c.25]

Это относится к мужским и женским гаметам у растений, животных и человека, несмотря на то, что с женскими гаметами дело обстоит сложнее, поскольку лишь одна из четырех клеток, образующихся в процессе мейоза из исходной материнской клетки, способна функционировать. Легко понять, что функционирующая яйцеклетка будет с одинаковой частотой нести гены Л и а, поскольку хромосомы, несущие эти гены, располагаются в метафазе мейоза случайно. И в самом деле у млекопитающих частота случаев, в которых аллель Л попадает в полярное тельце, и случаев, когда он остается в яйцеклетке, одинакова. В принципе то же самое происходит и при делении материнской клетки мегаспоры у цветковых растений. [c.44]

Хромосомы сильно вытянуты и поэтому наиболее удобны для наблюдения в стадии профазы мейоза, когда хромосомы растений могут достигать длины 100 мк. У некоторых организмов на этой стадии хромосомы имеют вид нитки с бусами, причем во время синапсиса конъюгируют друг с другом попарно не хромосомы в целом, а точно прилегающие друг к другу отдельные бусины, или хромомеры. [c.109]

При скрещивании ржи (2п— 14) и пшеницы (2п= А2) образуется ржано-пшеничный гибрид с 2п = 28, который в результате колхициновой полиплоидизации дает форму с 56 хромосомами, называемую Triti ale. Скрещивая Triti ale с мягкой пшеницей (2/г =42), получают растения с 2/г =49, содержащие диплоидный набор пшеницы и гаплоидный набор ржи (2/г= 42-[ 7). При последующих скрещиваниях этих растений с пшеницей может появиться потомство с числом хромосом от 42 до 49. Формы с набором хромосом 2/г =43 в дополнение к диплоидному набору пшеницы (в действительности это аллогексаплоид) несут одну хромосому ржи. При самоопылении таких растений (с 2/г =43) можно ожидать потомство с 42, 43 и 44 хромосомами. Растения с 2/г = 44 — дисомики по одной паре хромосом ржи в дополнение к хромосомному набору пшеницы (2/г =42 + 2). [c.367]

Однако определение положения единичных генов в небольших и весьма многочисленных хромосомах растений и позвоночных путем гибрвдизации in situ затруднено по двум причинам. Во-первых, не всегда легко вдентифицировать отдельные хромосомы. [c.335]

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]

Большинство клеток высших организмов обычно имеет диплоидный набор хромосом, однако в некоторых из них набор хромосом может быть удвоен или увеличен в еще большее число раз. Клетка, в которой число хромосом увеличено по сравнению с диплоидным в два раза, называется тетраплоидной, а в большее число раз — полиплоидной. Селекционерам удалось получить много разновидностей тетраплоидных цветковых растений, размеры которых, как правило, больше диплоидных, Большинство клеток нашего организма также диплоидные, однако и у нас имеются полиплоидные клетки. Некоторые из них, например, обнаруживаются в печени. Наиболее выразительным примером увеличения содержания ДНК в клетке могут служить гигантские политенные хромосомы личинки двукрылых. ДНК клеток слюнных желез и некоторых других частей этих личинок может удваиваться без деления клетки приблизительно в 13 раз, причем количество ДНК может возрастать при этом в несколько тысяч раз (например, в 2 раз). Сусперсппрализованные удвоенные молекулы ДНК располагаются ря-до.м друг с другом в более вытянутой форме, чем в обычных хромосомах. Общая длина четырех гигантских хромосом дрозофилы составляет приблизительно 2 мм, тогда как в обычной диплоидной клетке их длина равна 7,5 мкм. Гигантские хромосомы имеют поперечнополосатую структуру по всей длине хромосомы можно видеть приблизительно 3000 поперечных дисков. Поскольку было установлено наличие корреляции между видимыми изменениями дисков I и коакретиыми [c.267]

После заражения часть Ti-плазмиды встречается в хромосомах клеток растения-хозяина. Следовательно, А. tumefa iens встраивает часть своего генома в ДНК растительной клетки и заставляет ее таким способом изменять метаболизм, синтезируя вещества, необходимые для бактерий. Именно это свойство А. tumefa iens и послужило поводом для создания на основе Ti-плазмиды вектора, доставляющего необходимые гены в клетку. [c.146]

Участок Ti-плазмиды, встречающийся в хромосомах раститель-ньге клеток, называется Т-областью в бактерии и Т-ДНК в клетках растений. Т-область включает примерно 10% Ti-плазмиды и содержит гены, отвечающие за индукцию опухоли, синтез опинов и подавление дифференцировки (гормоннезависимый рост клеток). Важно отметить, что все гены, ответственные за перенос и интеграцию генов Т-области, находятся не в ней самой, а рядом — в области вирулентности — vir-области (рис. 5.17). [c.146]

С. Магешвари. В настоящее время в культуре гаплоидные растения получают из изолированных пыльников (андрогенез), изолированных семяпочек (гиногенез) из гибридного зародыша, у которого в результате несовместимости потеряны отцовские хромосомы (партеногенез). Новые сорта ячменя — Исток и Одесский-15 — были выведены благодаря комбинации партеногенетического метода с культурой изолированных зародышей за 4 года вместо 10 — 12 лет, необходимых для обычной селекции. [c.186]

Эукариоты (Eukaryotes) Организмы, у которых I) имеется ядро, где содержатся хромосомы 2) в цитоплазме присутствуют различные органеллы - митохондрии, хлоропласты и т.д. К эукариотам относятся животные, растения, грибы, некоторые водоросли. [c.565]

Практическое значение. Изучение нитрогеназной системы, механизма ее функционирования имеет большое практическое значение. Ведутся поиски биологических методов, с помощью которых можно было бы сделать азот атмосферы более доступным для практических нужд. Большую часть биологически значимого азота дают клубеньковые бактерии — ризобии в симбиозе с бобовыми растениями. Методами генной инженерии можно интенсифицировать азотфиксацию этих бактерий с целью создания более эффективных симбиотических азотфиксаторов. Клубеньковые бактерии содержат значительное количество генов, отвечающих за азотфиксацию в симбиозе с соответствующим растением. К ним относятся непосредственно гены симбиоза, отвечающие за специфичность связывания бактерии с растением, гены собственно азотфиксации, кодирующие синтез нитрогеназы, а также вспомогательные гены, отвечающие за обеспечение процесса энергией, регуляцию и др. Эти гены локализованы как в плазмидах, так и в хромосомах ризобий. Стратегия генно- [c.397]

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]

Вирусы растений — как векторы обычно мало пригодны из-за своей патогенности для растительных организмов и неспособности встраиваться в хромосомы хозяйской эукариотической клетки В настоящее время наметились подходы к изучению и оценке трех векторных систем двухцепочечной ДНК вируса мозаики цветной капусты, одноцепочечной РНК вируса погремковости табака, одноцепочечной ДНК вируса золотистой мозаики фасоли Из них лишь первая оставляет надежды на дальнейшее продвижение этой системы в сторону практической реализации пока в лабораторных условиях Не исключается возможность объединения ДНК вируса мозаики цветной капусты с Т-ДНК Ti-плазмиды из Agroba tenmn и расширить крзт растений — реципиентов такой векторной системы [c.197]

Фактическая ненужность Ti-плазмиды после индукции опухоли у растения связана с тем, что стерильные опухолевые клетки в своих хромосомах содержат ковалентно связанную часть этой плазмиды (около 10%), получившей название Т-ДНК (от англ. transferred — перенесенный), а применительно к клеткам [c.511]

Рис. 145. А. Схема пер носа Т-ДНК из агробактери в растение с последующи формированиемкорончатог галла (1 — бактериальна хромосома, 2 — Т-ДНК, 3 -Т1-плазмида, 4 — ядро расти тельной клетки, 5 — встроен ная Т-ДНК, 6 — корончаты галл) Б. Т-ДНК в Т1-плазмид октопинового типа (продук ты генов 1 и 2 ингибирую--транскрипты побеги, гена 3 — ингибирую-корни).

Рис. 146. Перенос гена (а) из хромосомы (б) Es heri hia oU в растение (5) с помощью Т-ДНК (в) Ti-плазмиды (г) А.tumefa iens (2,3) в ядерную ДНК (д) растительной клетки (4).

Нуклепротеиды, простетическая группа — нуклеиновые кислоты, содержатся в клеточных ядрах и плазме животных и растений в хромосомах именно они являются носителями генетической информации (см. ниже). Протеиды вирусов — это главная, а часто единственная их составная часть. [c.550]

Эксперименты в области эмбриологии и образования структур часто напоминают аномальные прививки растений. Например, в ходе развития можно изменить ориентацию наружного покрова и наблюдать, на какие структуры это окажет воздействие. Дефекты в развивающихся тканях действуют подобно экспериментатору, работающему в лучших по сравнению с другими условиях. Дислокации, фокальные изгибы и дисинклииации наблюдались в покрытиях членистоногих [4, 5, 94]. Их тщательное изучение позволяет проверить некоторые выводы, полученные в классических экспериментах, и выдвинуть новые концепции [7]. Винтовые дислокации и дисинклинации наблюдались в хромосомах [94] и, по-види-мому, играют функциональную роль в их расщеплении [4, 94]. [c.309]

ДНК рассматривают как главный и, возможно, единственный генетический материал (исключение составляют только некоторые вирусы, в частности вирусы растений). По-видимому, ДНК является всеобщей составной частью хромосом. За немногими исключениями ее содержание в ядрах отдельных видов постоянно для данной степени плоидности. В растениях большая часть ДНК найдена в хромосомах в тесной связи с белками. Типичные белки ядер растений — гистоны — представляют собой низкомолекулярные основные белки. В самых различных растительных тканях повышение содержания гистонов совпадает с синтезом ДНК. [c.472]

Функционирование многоклеточного организма, каким является высшее растение, есть результат взаимодействия ряда регуляторных систем, которые схематически могут быть расположены в следуюш,ей усложняюш,ейся последовательности регуляторы клетки (гена, хромосомы, ядра, цитоплазмы), ткани и, наконец, регуляторы целого организма. Эти своеобразные этажи регуляции представляют собой схему для изучения регуляторных систем в биологическом объекте. Согласованное функционирование регуляторных систем на всех этажах иерархической лестницы целого организма поддерживает его нормальную жизнедеятельность и обеспечивает его ответную реакцию на воздействие внешней среды. Регуляторные системы более высоких этажей организма представляют собой механизмы, эволюционно сформированные на основе систем управления низших этажей , однако у этих высоких этажей появляются и специфические, только им присущие особенности регуляции. Так, способность координации роста органов, регулируемая у целого растения с помощью комплекса фитогормонов, это та специфическая система, которая присуща главным образом только верхнему, организмен-ному уровню регуляции. При переходе от нижнего уровня к верхнему старые механизмы регуляции не исчезают, а совершенствуются, что приводит к возникновению качественно новых систем управления, одной из которых и является гормональный механизм, функционирующий в растении. Формирование таких специфических метаболитов, как гормоны, есть одно из звеньев эволюции регуляторных систем. [c.7]

Проведя оценку существующих сортов культур как потенциальных продуцентов биомассы, мы можем улучшать их путем применения новых способов разведения, изучения их фотосин-тетических возможностей и размножения растений нетрадиционными способами. Реализовать эти возможности в будущем поможет использование технологии рекомбинантных ДНК. Для продвижения вперед в этой области нам необходимо 1) разработать методы выявления положительных изменений в фотосинтезе и приспособить сложные лабораторТные тесты для работы в полевых условиях 2) предложить методы усиления генетической изменчивости 3) понять, как организован геном растений и хромосома хлоропласта и как регулируется их работа 4) выявить типы изменений, которые могут быть в них вызваны S) разработать новые способы селекции, направленные на ускорение размножения и генетическую стабилизацию сортов. [c.50]

Эукариоты имеют истинное ядро. Оно содержит преобладающую 4a ib генома эукариотической клетки. Геном в основном представлен набором хромосом, которые в ходе процесса, называемого митозом, удваиваются и распределяются между дочерними клетками. В хромосомах ДНК находится в связи с гистонами. В эукариотической клетке имеются и другие органеллы, содержащие ДНК,-митохондрии и (у растений) хлоропласты, но в этих органеллах находится лишь очень малая часть клеточного генома, которая представлена молекулами ДНК, замкнутыми в кольцо. Рибосомы в эукариотической клетке более крупные (80S), чем у прокариот. [c.11]

У всех высших растений и животных в процессе полового размножения происходит смена ядерных фаз. При оплодотворении половые клетки (гаметы) и их ядра сливаются, образуя зиготу. Отцовское и материнское ядра вносят при оплодотворении одинаковое число хромосом (п) таким образом, ядро зиготы содержит двойной хромосомный набор (2п). Иными словами, гаметы-гаплоидные клетки (т.е. клетки с одним набором хромосом), а соматические клетки-диплоидные (с двумя наборами). Поэтому при образовании гамет следующего поколения число хромосом в клетке (2и) должно уменьшиться вдвое (2и/2 = и). Совокупность процессов, приводящих к уменьшению числа хромосом, называют мейозом или редукционным делением (рис. 2.3). Мейоз - важнейший процесс у организмов, размножающихся половым путем он приводит к двум результатам 1) к перекомбинированию отцовских и материнских наследственных факторов (генов) и 2) к уменьшению числа хромосом. Мейоз начинается с конъюгации хромосом-каждая хромосома соединяется с соответствующей (гомологичной) хромосомой, происходящей от дфугого родителя. Во время конъюгации путем разрыва и перекрестного воссоединения (кроссинговера) может происходить обмен фрагментами одинаковой длины между гомологичными хромосомами. Затем следует двукратное разделение спаренных расщепившихся хромосом, и в результате образуются четыре клетки, каждая из которых имеет гаплоидное ядро. Таким образом, в процессе мейоза не только происходит перетасовка хромосом материнского и отцовского происхождения, но может произойти и обмен сегментами между гомологичными хромосомами. Оба процесса приводят к новым сочетаниям генов (к их рекомбинации). [c.24]

Другие признаки, определяемые плазмидами. Плазмиды могут содержать также гены, обусловливающие ряд специфических биологических свойств, которые в определенных условиях создают селективное преимущество. Гены ферментов, необходимых для расщепления камфоры, салициловой кислоты, нафталина, октана, 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты и многих других необычных субстратов, могут находиться в плазмидах. Мы уже упоминали о плазмиде бактерии Agroba terium tumefa iens, вызывающей опухоли у растений, и ее биохимической активности (разд. 4.3). Перечень свойств, наследуемых с плазмидами, стал сейчас очень длинным и включает, в частности, азотфиксацию, образование клубеньков, синтез индолилуксусной кислоты, диацетила, гидрогеназы, поглощение сахаров. Некоторые из этих свойств могут определяться генами бактериальной хромосомы это свидетельствует о том, что более или менее часто происходит обмен генами или группами генов между хромосомой и плазмидой. Плазмиды, вероятно, играли очень важную роль в эволюции прокариот. [c.464]

Сейчас получено много данных, подтверждающих, что при бактериальной трансформации ДНК действует как наследственный детерминант, вызывая необратимое изменение наследственных признаков клеток, аналогичное тем изменениям, которые имеют место при мутации. Бойвип [5] рассматривает этот процесс как направленную мутацию. Уже давно было известно, что в выс-1яих растениях и животных ДНК локализована в хромосомах и что в бактериях содержится ядерный материал и генетический аппарат, аналогичный таковым у высших организмов [1]. Поэтому есть все основания думать, что бактериальные трансформации свидетельствуют о том, что ДНК — это активный материал гена, что оп может быть экстрагирован и очищен, сохраняя при этом свою генетическую функцию, и что он может проникнуть в гомо-логршпую клетку и стать постоянной составной частью ее генетического аппарата. [c.305]

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]

То, что организмы состоят из клеток, впервые было обнаружено еще в ХУП в., но лишь в 1831 г., когда появились более совершенные микроскопы, английский исследователь Роберт Браун открыл самую важную часть клетки, а именно клеточное ядро. Прошло еще несколько десятков лет, прелсде чем ученые поняли, что ядро также дифференцировано и состоит из различных компонентов. В 1848 г. были впервые описаны наиболее важные его компоненты — хромосомы. Однако активное изучение хромосом началось лишь в восьмидесятых годах XIX в. с тех пор было исследовано много видов растений и животных, с тем чтобы выяснить число и форму имеющихся в их клетках хромосом. [c.24]

Об ратимся сначала к тем случаям, когда для данного локуса известно лишь два аллеля эти различные устойчивые состояния локуса обозначают буквами Л и а. Одна определенная хромосома может нести лишь один из этих аллелей либо А, либо а, но только не оба одновременно Аа). У высших животных и растений особи диплоидны , т. е. содержат по две хромосомы каждого типа гомологичные хромосомы) на фиг. 16 схематически изображены все различные комбинации, которые могут при этом возникнуть. [c.42]

Как можно убедиться, процесс мейоза в принципе несложен и заключается в двух последовательных делениях ядра, при которых хромосомы удваиваются только один раз. Однако в своих деталях мейоз представляет сложное явление и у разных организмов идет несколько различными путями. Наиболее сильные отклонения от нормального течения мейоза наблюдаются у тех организмов, хромосомы которых не имеют обособленной центромеры в этом случае центромерными свойствами обладает хромосома по всей своей длине. Такие случаи известны у некоторых насекомых и у явнобрачных растений рода Ьиги1а. [c.104]

У двудомных растений, так же как и у животных, в ряде случаев обнаружены специфические половые хромосомы. Впервые половые хромосомы у растений были обнаружены Алленом в 1917 г. при исследовании печеночного мха Sphaero- arpus. Выше было указано (стр. 35), что растения мхов всегда гаплоидны, тогда как спорофит — т. е. спорангий и его ножка — диплоидны. У вида, изученного Алленом, было обнаружено, что мужское растение имеет 7 обычных хромосом и одну маленькую точечную Y-хромосому, тогда как хромосомный набор женских растений состоит из тех же семи обычных хромосом и одной очень длинной Х-хромосомы (фиг. 52). При оплодотворении эти два хромосомных набора соединяются, и таким образом спорофит имеет набор 14А + X -Ь Y. Во время мейоза образуется 7 пар аутосом и одна пара X = У. Следовательно, половина спор получит набор 7А + X, а другая по- [c.135]

У Зркаегосагриз (а также и у других споровых) можно проследить за четырьмя спорами, образуемыми одной материнской клеткой. Две из этих спор всегда дают начало женским растениям с Х-хромосомой, а две другие—мужским растениям с У-хромосомой. Поскольку X- и У-хромосомы в [c.136]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология