Хромосомные мутации
(по-другому их называют аберрациями, перестройками) – это непредсказуемые изменения в структуре хромосом. Чаще всего они вызываются проблемами, возникающими в процессе деления клетки. Воздействие инициирующих факторов среды – это еще одна возможная причина хромосомных мутаций. Давайте же разберемся, какими могут быть проявления такого рода изменений в структуре хромосом и какие последствия они несут для клетки и всего организма.
Cимптоматология заболеваний толстой и тонкой кишкиСлава Коломак
Заболевания органов пищеварения имеют широкое распространение, в связи с чем бесспорно их социальное значение.
Понимание темы развивает ответственность будущего врача за своевременную диагностику заболеваний органов пищеварения, особенно онкологических заболеваний желудочно-кишечного тракта
Законы Менделя — принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам, вытекающие из экспериментов Грегора Менделя. Эти принципы послужили основой для классической генетики и впоследствии были объяснены как следствие молекулярных механизмов наследственности. Хотя в русскоязычных учебниках обычно описывают три закона, «первый закон» не был открыт Менделем. Особое значение из открытых Менделем закономерностей имеет «гипотеза чистоты гамет»
Гемодинамические кровозаменители
Регуляторы водно-солевого и кислотно-основного состояния
Растворы для «малообъёмной реанимации»
Инфузионные антигипоксанты
Кровезаменители с функцией переноса кислорода
Препараты для парентерального питания
дигибридное скрещивание 3 закон менделяСлава Коломак
Дигибридным называют скрещивание двух организмов, отличающихся друг от друга по двум парам альтернативных признаков. Для дигибридного скрещивания Мендель брал гомозиготные растения гороха, отличающиеся по окраске семян (желтые и зеленые) и форме семян (гладкие и морщинистые).
дигибридное скрещивание 3 закон менделяСлава Коломак
Дигибридным называют скрещивание двух организмов, отличающихся друг от друга по двум парам альтернативных признаков. Для дигибридного скрещивания Мендель брал гомозиготные растения гороха, отличающиеся по окраске семян (желтые и зеленые) и форме семян (гладкие и морщинистые).
Все организмы состоят из клеток, способных к росту, развитию и размножению. Мейоз и митоз – способы деления клеток. С их помощью происходит размножение клеток. Мейоз и митоз во многом похожи. Оба процесса состоят из одинаковых фаз, перед которыми наблюдается спирализация хромосом и увеличение их числа вдвое. При помощи митоза размножаются соматические клетки, а при помощи мейоза – половые.
Хромосомы представляют собой нуклеопротеидные структуры, которые находятся в ядре эукариотической клетки, содержащей ядро. Хромосомы наиболее заметны в таких фазах клеточного цикла, как митоз и мейоз. Далее в статье будет приведено описание этих структур. Выясним также, сколько пар хромосом у человека.
Комбинативная изменчивость представляет собой процесс, в основе которого лежит формирование рекомбинаций. Другими словами, образуются такие комбинации генов, которые отсутствуют у родителей. Далее подробнее будет рассмотрена комбинативная изменчивость и ее механизмы.
Основные положения мутационной теории
(Г. де Фриз, 1901-1903 г.г.):
1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно;
2. Мутации — качественные изменения, которые передаются из поколения в поколение;
3. Мутации возникают ненаправленно (спонтанно), то есть мутировать может любой участок хромосомы, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков;
4. Сходные мутации могут возникать неоднократно;
5. Мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и вредными, как доминантными, так и рецессивными.
2. В жизненном цикле клетки интерфаза сопровождается тремя
периодами. Рассмотрим каждый из них поподробнее.
3. Периоды жизненного цикла клетки (интерфазы) Первый из
них называется пересинтетическим. Результат
предшествующего митоза – рост числа клеток. Здесь
протекает транскрипция новоиспеченных молекул РНК
(информационной), а также систематизируются молекулы
остальных РНК, в ядре и цитоплазме синтезируются белки.
Некоторые вещества цитоплазмы постепенно
расщепляются с формированием АТФ, ее молекулы
наделены макроэргическими связями, они переносят
энергию туда, где ее недостаточно. При этом клетка
увеличивается, по размерам она достигает материнской.
Данный период длится долго у специализированных
клеток, на его протяжении они осуществляют свои особые
функции.
4. Второй период известен как синтетический (синтез ДНК). Его блокада
может привести к остановке всего цикла. Здесь протекает репликация
молекул ДНК, а также синтез белков, которые участвуют в
формировании хромосом. ДНК-молекулы начинают связываться с
белковыми, в результате чего хромосомы утолщаются. Одновременно с
этим наблюдается репродукция центриолей, в итоге их появляется 2
пары. Новая центриоль во всех парах размещается относительно старой
под углом в 90°. Впоследствии каждая пара в период следующего
митоза отодвигается к клеточным полюсам.
Синтетический период характеризуется как
повышенным ДНК-синтезом, так и резким
скачком формирования молекул РНК, а
также белков в клетки. Третий период –
постсинтетический. Он характеризуется
наличием подготовки клетки к последующему
делению (митотическому). Длится данный
период, как правило, всегда меньше других.
Иногда он вообще выпадает.
5. Продолжительность генерационного времени Иначе говоря, это то,
сколько длится жизненный цикл клетки. Продолжительность
генерационного времени, а также отдельно взятых периодов принимает
разные значения у различных клеток. Это можно увидеть из таблицы
ниже
период
Генерационное время-
Тип популяции клетки-пресинтетический
период
интерфазы-
синтетический
период
интерфазы-
постсинтетический
период интерфаз-
митоз
528 30 4.6 3.8 585.6 кожный эпителий-
4,75 4,5 4,5 0,5 11
двенадцати-перстной
кишки
0,5 11,0 9,5 7,5 ≈0,75 тонкой кишки-
9 9 0,5 3 21,5
клетки печени 3-
недельного животного
6. Итак, самый короткий жизненный цикл клетки – у
камбиальных. Бывает, что совсем выпадает третий период –
постсинтетический. К примеру, у 3-недельной крысы в клетках
ее печени он уменьшается до получаса, продолжительность
генерационного времени при этом составляет 21,5 ч.
Длительность же синтетического периода - самая стабильная.
7. В случае если будет удалена часть
печени, большинство ее клеток
перейдут к полному проживанию
сначала синтетического, затем
постсинтетического периода, в
конце – митотического процесса.
Итак, для разного рода клеточных
популяций уже доказана
обратимость такого G0-периода. В
остальных ситуациях степень
специализации так сильно
увеличивается, что при типичных
условиях клетки не могут уже
делиться митотически. Изредка в
них протекает эндорепродукция. В
некоторых она повторяется не
один раз, хромосомы утолщаются
настолько, что их можно увидеть в
обычный световой микроскоп.
Таким образом, мы узнали, что в
жизненном цикле клетки интерфаза
сопровождается тремя периодами:
пресинтетическим, синтетическим и
постсинтетическим.-
8. Фазы клеточного цикла Их всего шесть. Известны следующие фазы
жизненного цикла клетки: Деление. Здесь протекает митотическое
деление. Рост. После деления клетка увеличивается в объеме. Она
достигает определенных размеров. Покой. В это время дальнейшая
судьба еще не определена: клетка готовится либо к делению, либо к
специализации. Дифференциация. По окончании фазы роста клетка
приобретает соответствующие структурные, функциональные
особенности. Зрелость. Клетка выполняет определенные функции,
исходя из ее специализации. Старение. Ослабление клеточных
жизненных функций. Далее – либо деление, либо гибель. Длительность
жизненного цикла, а также число фаз в нем у каждой клетки свое.
Так, в нервной ткани клетки по завершении начального
эмбрионального периода прекращают делиться, затем только
функционируют в течение всей жизни самого организма, а
впоследствии погибают. А вот клетки зародыша в стадии дробления
сначала завершают 1 деление, а затем сразу, минуя остальные фазы,
приступают к следующему.
9.
10. Способы деления клетки Из всего два: Митоз – это непрямое
деление клеток. Мейоз – это характерное для такой фазы, как
созревание половых клеток, деление. Теперь подробнее узнаем, что
представляет собой жизненный цикл клетки – митоз. Непрямое
деление клеток Митоз представляет собой непрямое деление
именно соматических клеток. Это непрерывный процесс, результат
которого – сначала удвоение, затем одинаковое распределение
между дочерними клетками наследственного материала.
11. Биологическое значение непрямого деления клеток Оно заключается в
следующем: 1. Результат митоза – образование двух клеток, каждая
содержит такое же количество хромосом, как и материнская. Их
хромосомы образуются посредством точной репликации материнского
ДНК, ввиду чего гены дочерних клеток включают идентичную
наследственную информацию. Они генетически одинаковые с
родительской клеткой. Итак, можно сказать, что митоз обеспечивает
идентичность передачи наследственной информации дочерним
клеткам от материнской. 2. Итогом митозов является определенное
количество клеток в соответствующем организме – это один из
важнейших механизмов роста. 3. Большое число животных, растений
размножается именно бесполым путем посредством митотического
клеточного деления, поэтому митоз составляет основу вегетативного
размножения. 4. Именно митоз обеспечивает полную регенерацию
потерянных частей, а также замещение клеток, которое протекает в
определенной степени у любых многоклеточных организмов. Таким
образом, стало известно, что жизненный цикл соматической клетки
состоит из митоза и интерфазы.
12.
13. Механизм митоза Деление цитоплазмы и ядра – 2 самостоятельных процесса,
которые протекают непрерывно, последовательно. Но в целях удобства
изучения происходящих в период деления событий он искусственно
разграничивается на 4 стадии: про-, мета-, ана-, телофазу. Их
продолжительность различна в зависимости от типа ткани, внешних
факторов, физиологического состояния. Самыми продолжительными
выступают первая и последняя.
1. Профаза Здесь наблюдается заметное увеличение ядра. В итоге
спирализации происходит уплотнение, укорачивание хромосом. В более
поздней профазе уже хорошо видна структура хромосом: 2 хроматиды,
которые соединены центромерой. Начинается передвижение хромосом к
экватору клетки. Из цитоплазменного материала в профазе (поздней)
образовывается веретено деления, которое формируется при участии
центриолей (в животных клетках, у ряда низших растений) или без них
(клетки некоторых простейших, высших растений). Впоследствии от
центриолей начинают появляться 2-типовые нити веретена, точнее:
опорные, которые соединяют клеточные полюса; хромосомные (тянущие),
которые перекрещиваются в метафазе к хромосомным центромерам. В
завершении данной фазы исчезает ядерная оболочка, а хромосомы
располагаются свободно в цитоплазме. Обычно ядро пропадает немного
раньше.
14. 2. Метафаза. Ее начало – исчезновение ядерной оболочки.
Хромосомы сперва выстраиваются в экваторной плоскости, образуя
метафазную пластинку. При этом хромосомные центромеры строго
располагаются в экваторной плоскости. Нити веретена
присоединяются к хромосомным центромерам, а некоторые из них
проходят от одного полюса к другому, не прикрепляясь.
3. Анафаза Ее началом считается деление центромер хромосом. В
итоге хроматиды трансформируются в две обособленные дочерние
хромосомы. Далее последние начинают расходится к клеточным
полюсам. Они, как правило, в это время принимают особую V-
образную форму. Такое расхождение осуществляется посредством
ускорения нитей веретена. В то же время протекает удлинение
опорных нитей, итогом чего становится отдаление полюсов друг от
друга.
4.Телофаза Здесь хромосомы собираются на клеточных полюсах,
затем диспирализуются. Далее происходит разрушение веретена
деления. Вокруг хромосом образуется ядерная оболочка дочерних
клеток. Так завершается кариокинез, впоследствии осуществляется
цитокинез.