Роль генетического материала - ДНК в хромосомах

https://www.youtube.com/watch?v=pIwi11ksO_A&feature=youtu.be

8 класс

Раздел 8.3С: Генетический материал

Тема: Роль генетического материала - ДНК в хромосомах

Роль ДНК как носителя генетической информации подтверждается опытными фактами. Так, Освальдом Эвери, Колином Мак-Леодом и Маклином Мак-Карти было показано, что ДНК, выделенная из одного штамма бактерий, способна перейти в клетки другого штамма и трансформировать их, передавая некоторые наследственные признаки донора.

Размеры ДНК зависят от типа организма. Физическая длина ДНК вирусов составляет десятки микрометров, бактерий – миллиметры, а человека – 2 метра. Общая длина всех ДНК человека составляет 2∙1010 км.

Если бы всю ДНК одной клетки в форме простой двойной спирали вытянуть в одну линию, то ее длина была бы 1,74 м. Представленной в виде линии суммарной ДНК одного человека можно три раза обернуть земной шар по экватору.

Ряд вирусов имеет одноцепочечную молекулу ДНК, но у большинства ДНК-содержащих вирусов ДНК двухцепочечная, и она линейна или замкнута в кольцо.

Генетический материал эукариот сконцентрирован в ядре и представлен хромосомами, в которых молекула ДНК образует сложный комплекс с различными белками.

Хромосомы эукариот представляют собой, как уже говорилось выше, линейную молекулу ДНК. Эукариотическая ДНК обматывает белковые частицы – гистоны, располагающиеся вдоль ДНК через определённые интервалы, образуя хроматин – волокна, из которых состоят хромосомы.

Комплексы участков ДНК и гистонов называются нуклеосомами. Нуклеосомы упорядочены в пространстве, за счёт чего достигается плотная упаковка ДНК в хромосоме.

Так, образуется структура, похожая на бусы, где каждая бусина – нуклеосома.

Нуклеосома представляет собой сегмент ДНК длиной около 200 пар оснований, навитый на белковую сердцевину, состоящую из восьми молекул–гистонов.

Поверхности этих белковых молекул несут положительные заряды и образуют стабилизирующий остов, вокруг которого может закручиваться отрицательно заряженная молекула ДНК.

Перед началом деления клеточного ядра хромосома, представленная на этот момент цепочкой нуклеосом (фибриллой), начинает спирализоваться, образуя хроматиновые петли и упаковываться, образуя хроматиновую нить, или хроматиду, диаметром 30 нм.

Т.о. конденсированная хромосома имеет вид буквы X (часто с неравными плечами) и представляют собой высокую степень конденсации хроматина, постоянно присутствующего в клеточном ядре.

Рис. 1. Схема строения хромосомы

1—хроматида; 2—центромера; 3—короткое плечо; 4—длинное плечо.

Рис.2. Схематическое строение морфологически различных хромосом

Каждая клетка любого организма содержит определенный набор хромосом. Совокупность хромосом клетки называется кариотипом. Количество хромосом в клетке не зависит от уровня организации живых организмов – некоторые протисты имеют их более тысячи.

У человека в кариотипе 46 хромосом,

у шимпанзе – 48, у крысы – 42,

у собаки – 78,

у коровы – 60,

у дрозофилы – 8,

у тутового шелкопряда – 56,

у картофеля – 48,

у рака-отшельника – 254 и т. д.

Открытие структуры ДНК Френсисом Криком и Джеймсом Уотсоном, совершило революцию в биологии и медицине.

Они объяснили не только пространственную структуру ДНК, но и каким образом может передаваться генетическая информация. Это происходит в три этапа:

• репликация (копирование родительской ДНК с образованием дочерних ДНК);

• транскрипция (переписывание генетической информации в форме РНК);

• трансляция (перевод информации с РНК на белковую форму).