الكروموسوم هو عنصر بنيوي لنواة الخلية ذات طبيعة ديوكسي ريبونوكلي. يمكن صبغ الكروموسومات بالأصباغ. كروما لون و سوما هي الجسد.
وظائف وتركيبات الكروموسومات
يضمن "المضاعفة الذاتية" والتوزيع المنتظم للكروموسومات في الخلايا الوليدة النقل الدقيق للمعلومات الوراثية البشرية.
واحدة من أخطر المشاكل المعرفية لدى الأشخاص الذين يعانون من هذه الحالة المرضية هي أنهم يجدون صعوبة في دمج المعلومات في ذاكرتهم ، وهي عملية تتطلب تغييرات هيكلية في الدماغ. تجادل مارا ديرسن بأن إحدى الخصائص المرضية للتخلف العقلي ، والتي توجد أيضًا في متلازمة داون ، هي علم الأمراض الذي يؤثر على أنظمة استقبال المعلومات في الخلايا العصبية: التشعبات. تولد التشعبات على شكل امتدادات عديدة ومتفرعة من جسم الخلية ، تمثل في طريقها عمليات حشوية صغيرة ، طفرات شجرية ، وهي مواقع لنقاط الاشتباك العصبي المثيرة.
تكون مورفولوجيا الكروموسومات مرئية تمامًا في مرحلة الطور الطوري ، ويبدو هيكل الكروموسوم كجسمين على شكل قضيب - كروماتيدات. كلا الكروماتيدات في كل كروموسوم متطابقة في التركيب الجيني ، وتشتمل بنية الكروموسومات أيضًا على مركز مركزي - هذا هو الجزء الأوسط ، 2 تيلوميرات وذراعان.
تقوم Centromeres بوظيفة تحديد حركة الكروموسومات ولها بنية معقدة. يتميز Centromere DNA بتسلسل مميز من النيوكليوتيدات والبروتينات.
من خلال هذه الهياكل ، تتلقى الخلايا العصبية إشارات كيميائية ، وناقلات عصبية تطلقها الخلايا العصبية المجاورة ، والتي تنشط نبضات عصبية. تشكل التغييرات في عدد أو شكل العمود الفقري الشجيري ميزة تشريحية عصبية يمكن أن ترتبط بشكل واضح بالتخلف العقلي. هذا تغيير يضعف القدرة على دمج المعلومات في القشرة الدماغية ، لأن مثل هذه التغييرات تقلل من القدرة على دمج المنبهات في الخلايا العصبية ، مما يؤثر ، إذا جاز التعبير ، على "الحوسبة العصبية".
في أبحاث متلازمة داون ، أحرزت النماذج الحيوانية تقدمًا كبيرًا في فهم الآلية المرضية للمرض. في مختبر التحليل السلوكي العصبي التابع لمركز تنظيم الجينات في برشلونة ، تمكن الباحثون من ملاحظة بعض علامات الخلل الوظيفي القشري في هذا الفأر ، مثل فرط النشاط ، وانخفاض مستويات الانتباه ، أو اضطراب في أنماط سلوكية معينة. يُظهر العمل الذي تم تنفيذه بالتعاون مع جامعة كانتابريا ومعهد كاجال في مدريد أن الهندسة المعمارية الدقيقة للقشرة الدماغية تقدم تغييرات مهمة تتميز بانخفاض حجم الشجرة التغصنية القاعدية ، والتي هي أيضًا أقل ثراءً من التشعب الطبيعي. الحيوان ، مما أدى إلى انخفاض كبير في عدد المسامير التغصنية.
هناك 3 أنواع من الكروموسومات:
- أكروسنتريك
- تحت المتاخمة
- ميتاسينتري
تحتوي بعض الكروموسومات على مراكز ثانوية ، لكنها لا تلعب أي دور في بناء حركة الكروموسومات / أوم.
بعض القيود الثانوية (السنتروميرات) لها علاقة بتكوين النوى - المنظمات النواة. تحتوي على جينات مسؤولة بدورها عن الرنا الريباسي. لم يتم بعد دراسة وظيفة القيود الثانوية الأخرى.
يشير هذا إلى أن التغيرات السلوكية المرصودة قد تكون ناتجة عن التطور غير الطبيعي لدوائر الدماغ ودفعتنا إلى اقتراح ، مع مجموعات أخرى ، فرضية الاتصال العصبي المتغير كأساس للإعاقة العقلية. يتمثل التحدي الذي يواجه المستقبل في تحديد الأهداف الجزيئية التي تسمح بإنشاء أدوات علاجية يمكنها العمل على الآليات الجزيئية التي تكمن وراء المرونة الهيكلية الهيكلية المعتمدة على النشاط في مناطق مختلفة من الدماغ.
تحتوي بعض الكروموسومات acrocentric على أقمار صناعية - وهي جزيئات غير متصلة بخيط رفيع من الكروماتين. في البشر ، توجد في 5 أزواج من الكروموسومات - أزواج 13-15 و21-22 مايو.
تم تجهيز المقاطع الطرفية للكروموسومات بـ heterochromatin - telomeres. وظيفتها مسؤولة عن عدم تكتل الكروموسومات والحفاظ على سلامتها.
تشارك الكروموسومات:
من هذا المنظور ، تشارك مجموعتنا في طرائق مختلفة تتراوح من الاختبار العقلاني للعقاقير إلى تطوير تدخلات حافزة منهجية وموثوقة ذات أساس بيولوجي قوي. الأمراض العصبية والنفسية يعمل مختبر التحليل السلوكي العصبي التابع لمركز برشلونة لتنظيم الجينات أيضًا على أمراض نفسية وعصبية أخرى مثل اضطرابات القلق أو الاضطرابات العصبية التنكسية مثل مرض الزهايمر.
مستويات تنظيم الكروموسومات
نحن ندرك بشكل متزايد أنه في معظم الأمراض يوجد عنصر استعداد وراثي عند التفاعل معه بيئةيمكن أن يسبب علم الأمراض. حتى الآن ، لم يكن من الممكن تصحيح الخلل الجيني ، وبالتالي يمكن أن يكون العلاج دوائيًا فقط ، أو عندما يكون هذا غير فعال ، بيئيًا ، كما توضح مارا ديرسن. ومع ذلك ، فإن المعرفة الأفضل بالأساس الجيني وتطوير تقنيات التدخل المتطورة بشكل متزايد ستوفر بلا شك علاجات جديدة ستكون مختلفة لكل مرض.
- متماثل - له نفس ترتيب الكروموسومات
- غير متماثل - وجود مجموعة جينية مختلفة من الكروموسومات.
من خلال دراسة تركيب الكروموسومات تبين أنها تتكون من DNA و RNA والبروتين ، ويسمى مركب البروتين DNA بالكروماتين. يسمى الكروماتين المكثف بالكروماتين المتغاير ، والكروماتين غير المكثف يسمى الكروماتين الحقيقي. يحتوي كل كروموسوم على جزيء DNA واحد. يمكن أن يصل أكبر كروموسوم DNA إلى 7 سم - وهذا هو أكبر كروموسوم في البشر. في خلية واحدة فقط ، إذا عدت في المجموع ، تصل جزيئات الحمض النووي إلى 170 سم ، وعلى الرغم من هذا الطول الضخم ، فإن الحمض النووي "مضغوط" تمامًا في الكروموسوم. تساعدهم بروتينات هيستون في ذلك.
ليس لديها غشاء نووي. يعطي خصائصه الجينية للبكتيريا. الجفاف الذي تتطلبه الطرق الخلوية اللازمة للرصد ميكروسكوب الكترونييتسبب التنظيم الكروموسومي للبكتيريا في ظهور أو تفكك النواة البكتيرية ، مما يجعل التحليل صعبًا. لهذا السبب ، لم يكن من الممكن تحديد بنية النواة البكتيرية باستخدام المجهر الإلكتروني. يتم عزل النيوكليودات باستخدام محلول جدار الخليةمع المنظفات والليزوزيمات والطرد المركزي اللاحق في تدرج سكروز.
يتم ترتيب المعلومات الوراثية بدقة بواسطة الكروموسومات الفردية ، فلكل كائن حي مجموعة معينة من الكروموسومات - وهذا هو العدد والبنية والحجم - النمط النووي.
يحتوي النمط النووي البشري على 46 كروموسومات مختلفة(22 زوجًا من الكروموسومات الجسدية والكروموسومات X و Y)
يساعد تحليل النمط النووي على تحديد الأمراض الوراثيةفي الأجنة المبكرة.
يمكن الاستدلال على حالة نواة البكتيريا المسترخية أو المتكشفة أو المفككة إلى حد ما من سلوكها بعد بعض العلاجات والطرد المركزي اللاحق في تدرج السكروز. كلما زاد ضغط النواة الأقل لزوجة ، كلما قل جذرها لأنها تهاجر في أنبوب الطرد المركزي من خلال محلول سكروز مشبع وبالتالي يكون لديها معدل استقرار أسرع.
كلما كان النيوكليويد اللزج أكثر استرخاءً أو تفككًا ، فإنه يوفر مزيدًا من الاحتكاك أثناء هجرته ويقلل من معدل الترسب. تشير هذه البيانات إلى أن البروتينات قد تلعب أيضًا دورًا في لف أو طي النواة. يرجع هذا الالتفاف الفائق للنيوكلييدات جزئيًا إلى مشكلة في النوع الميكانيكي. أخيراً. تؤدي معالجة النواة ببروميد الإيثيديوم أيضًا إلى انخفاض معدل الترسيب. سيؤدي كسر حلزون مجال واحد إلى إضعاف الاتصال الفائق لهذا المجال وليس غيره.
تم العثور على حبيبات صغيرة وكتل من المواد في نواة الخلية ، وهي ملطخة بأصباغ أساسية ، وبالتالي كان يطلق عليها الكروماتين (من الصبغة اليونانية - الطلاء).
الكروماتين هو شكل من أشكال وجود الكروموسومات في نواة غير مقسمة. أساسه الكيميائي هو بروتين ديوكسي ريبونوكليوبروتين ، وهو مركب من الحمض النووي مع بروتينات هيستون وغير هيستون. في الوقت نفسه ، حتى لحظة تكرار الحمض النووي ، يحتوي كل كروموسوم على جزيء DNA خطي واحد فقط. يتوافق الكروماتين مع الكروموسومات ، والتي يتم تمثيلها في نواة الطور البيني بخيوط طويلة ملتوية ولا يمكن تمييزها على أنها هياكل فردية. تختلف شدة تصاعد كل من الكروموسومات على طولها. يتم تنفيذ المعلومات الوراثية بواسطة أقسام غير متصاعدة من الكروموسومات.
خصائص ووظائف الجينات
يمكننا تصنيف البلازميدات بناءً على وظيفتها. يتم تحضين الخلايا والبلازميد معًا عند درجة حرارة 0 مئوية في محاليل كلوريد الكالسيوم. "خصوبة". الفوعة البلازميدات تحول البكتيريا إلى ممرض. أحد هذه المعايير هو نوع الجينات التي يحملونها. هذا يحدد مجموعة من البلازميدات مع الجينات لتحلل المواد. ثم يتم تحويل نوع البكتيريا باستخدام البلازميد المعدل ، ويتم اختيار البكتيريا المحولة التي تنتج المواد المرغوبة. الكروموسوم الرئيسي. عادة الجينات التي توفر فوائد تكيفية للبكتيريا التي تحملها: جينات مقاومة المضادات الحيوية.
تشكل البروتينات جزءًا مهمًا من مادة الكروموسومات. تمثل حوالي 65٪ من كتلة هذه الهياكل. تنقسم جميع البروتينات الصبغية إلى مجموعتين: الهيستونات والبروتينات غير الهيستونية.
تتضمن بروتينات هيستون 5 أنواع رئيسية من البروتينات: H1 و H2A و H2B و H3 و H4 (H تعني هيستون). تحتوي الهستونات من الفئات الثلاثة الأولى (H1 ، H2A ، H2B) على كمية كبيرة من الأحماض الأمينية ليسين. تحتوي الهستونات H3 و H4 على الكثير من حمض الأرجينين الأميني. الهيستونات عبارة عن بروتينات أساسية موجبة الشحنة ترتبط ارتباطًا وثيقًا بجزيئات الحمض النووي التي تحمل مجموعات الفوسفات الخاصة بها شحنة سالبة. يمنع ارتباط الهيستونات بالحمض النووي من قراءة المعلومات البيولوجية الموجودة في الحمض النووي. هذا هو دورهم التنظيمي. بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي هذه البروتينات وظيفة هيكلية توفر التنظيم المكاني للحمض النووي في الكروموسومات.
يعتمد التحكم في تكاثر البلازميد على نوع البلازميد. تختار هذه العملية البلازميدات ذات الخصائص التي تسمح باختيار البكتيريا المحولة في وسط المزرعة ، مثل البلازميدات ذات الجينات المقاومة للمضادات الحيوية أو الجينات الأنزيمية التي تصنع المركبات الملونة. تحتوي البلازميدات على شكل متغير يمكن أن يكون خطيًا. تعد البلازميدات أدوات مفيدة للغاية في الهندسة الوراثية للتحول الجيني والتلاعب الجيني بدائيات النوى وحقيقيات النوى. هناك بلازميدات يرتبط تكاثرها بتكاثر الكروموسوم البكتيري والبلازميدات التي لا يرتبط تكرارها بتكاثر الكروموسوم. مجموعة من البلازميدات ذات جينات الخصوبة.
محتوى الكتلة الكلي للبروتينات الحمضية (غير هيستون) في الكروموسومات أقل بكثير من محتوى الهستونات. ومع ذلك ، فإن هذه البروتينات متنوعة للغاية (يتجاوز عدد أجزاء البروتينات غير الهيستونية 100).
من المحتمل أن تلعب بعض البروتينات الحمضية دورًا هيكليًا ، حيث تشارك في تكوين مستويات فوق النواة من تعبئة الكروموسوم.
تسمى البلازميدات المستخدمة في الهندسة الوراثية بالنواقل. إنها مفيدة جدًا لتخليق البروتينات ذات الأهمية بكميات كبيرة. مثل الأنسولين أو المضادات الحيوية. دائرية أو ذات هيكل فائق الدائرية. تبدأ عملية التحول باختيار البلازميد المناسب. تزرع هذه البكتيريا في أنظمة المفاعلات الحيوية لتنمو بأعداد كبيرة. يمكن تصنيف البلازميدات وفقًا لمعايير مختلفة. على الرغم من أن البلازميدات لا تستطيع تخليق بروتين مغلف ويصعب نقلها من خلية إلى أخرى ، فقد اقترح أنها قد تكون سلائف للفيروسات الأولى.
تتكون مجموعة أخرى من العديد من الإنزيمات التي توفر عمليات النسخ والتعديل والإصلاح والنسخ.
الأكثر تنوعًا في التركيب ، على ما يبدو ، هي مجموعة البروتينات المنظمة. يتحكمون في نشاط الإنزيمات المذكورة أعلاه ، بالإضافة إلى توافر أقسام معينة من الحمض النووي لهذه الإنزيمات.
هيكل الخلايا الجرثومية
يمكن أن يكون لكل بكتيريا مرة واحدة أو أكثر. يختلف نوع الجينات التي تحمل البلازميدات. عنصر وراثي متحرك يمكنه الانتقال من موضع جينومي إلى آخر. على سبيل المثال ، الجينات المقاومة للمضادات الحيوية. وتكون البكتيريا أكثر تعقيدًا من الفيل بطريقة ما. حجمها من 1 إلى 40 كيلو بايت. الينقولات. البكتيريا هي أكثر من مجرد إنزيمات معبأة. يقومون بتشفير جميع الإنزيمات اللازمة لإدارتها. هناك تنظيم خلوي كبير.
ما هو النمط النووي
هذا يعني أنه أقل تعقيدًا من شيء معقد للغاية. يقوم البعض بعمل نسخ من أنفسهم في عملية "القفز" والبعض الآخر لا يفعل ذلك. على ما يبدو ، يتكون 45٪ من الجينوم البشري من عناصر وراثية قابلة للنقل. بشكل عام ، تحمل الجينات التي تمنح البكتيريا بعض المزايا في الكفاح من أجل البقاء. حتى أننا ارتكبنا أخطاء. يمكنهم التحرك داخل الكروموسوم أو بين الكروموسومات. تتمتع الينقولات بالقدرة على "القفز" من منطقة في الجينوم إلى منطقة أخرى. لا. أدخل نسخًا إضافية من نفسه في نقاط أخرى أو القفز من كروموسوم إلى آخر. وتسمى أيضًا "جينات القفز".
تصنيف الكروماتين.
في نوى الغالبية العظمى من الخلايا ، يتم تمثيل المادة الوراثية بواسطة كروماتين منتشر. ومع ذلك ، عند تلطيخ الكروماتين ، حتى تحت المجهر الضوئي ، يتم الكشف عن عدم تجانسه. يسمى الجزء الأكبر من الكروماتين ، الذي له لون شاحب ، كروماتين حقيقي. بالإضافة إلى الكروماتين الحقيقي ، يحتوي كروماتين النواة على مناطق من الكروماتين ذات لون أغمق. هذا النوع من الكروماتين يسمى الهيتروكروماتين. (يختلف الكروماتين الأصلي والكروماتين الهيتروكروماتين عن بعضهما البعض في درجة اللولبية. يكون الهيتروكروماتين أكثر كثافة ، وبالتالي تكون البقع أكثر كثافة من كروماتين حقيقي).
من ناحية أخرى ، فإن الينقولات هي عناصر وراثية متحركة. الذي يبدأ في المادة الوراثيةوتنتشر في جميع أنحاء الخلية. يجب أن تعبر عنه. يمكن أن يكون هناك مسافة وراثية بين مجموعتين من البكتيريا بقدر المسافة بين الحيوان والنبات. المنطقة المركزية في الخلية 8 مم. البكتيريا لها هيكل خلوي. لتجميع كل هذه البنية معًا ، تحتاج إلى أدوات. نسخ أقل ألف مرة. أو أن أنت أو لي. وهي خلايا خاصة بها وليست حقيقية النواة.
كروموسومات متجانسة - كروموسومات مقترنة متطابقة في الشكل والحجم ومجموعة الجينات
لا يفصله غشاء عن الباقي. الهيكل الخلوي. وهذا يتوافق مع الفصل الأيضي. في مناطق مختلفة. يتم تعديل الجين بحيث يكون للبروتين الذي يعبر عنه جزء ينبعث من الفلورة وبالتالي يمكنه تتبعه في جميع أنحاء الخلية. الهيكل الخلوي. هذه تقنية ديناميكية! حتى قبل نهاية الأول. من بعض النواحي ، يكون أكثر تعقيدًا بكثير من كروموسومات الفيل. الانقسام وإصلاح الكل مرة واحدة. إنه معبأ للغاية في مساحة صغيرة جدًا. مثل التألق المجهري أو الاندماج مع البروتينات الفلورية. استرخاء.
إذن ، هناك نوعان من الكروماتين:
1) كروماتين حقيقي (من اليونانية eu - جيد ، تمامًا وكروماتين) ، أقسام من الكروموسومات تحتفظ بحالة غير متصاعدة في نواة الراحة (في الطور البيني) وتتصاعد أثناء انقسام الخلية (في الطور الأولي) ؛ يتوافق الكروماتين الحقيقي مع مقاطع الكروموسوم الموجودة بالقرب من مركز النواة. الكروماتين الحقيقي هو أكثر تفككًا للفيروسات ، وأقل ضغطًا ، ويحتوي على معظم الجينات ومن المحتمل أن يكون قادرًا على النسخ. من المفترض أنه يحتوي على الحمض النووي النشط وراثيًا في الطور البيني. يختلف الكروماتين الأصلي عن الهيتروكروماتين في محتوى أقل من القواعد الميثيلية وكتل من متواليات الحمض النووي المتكررة ، وعدد كبير من البروتينات غير الهيستون وجزيئات هيستون الأسيتيل ، وتعبئة أقل كثافة لمواد الكروموسوم ، والتي يُعتقد أنها مهمة بشكل خاص لنشاط euchromatin ويجعلها أكثر سهولة في الوصول إليها من قبل الإنزيمات التي توفر النسخ. يمكن أن يكتسب Euchromatin خصائص الهيتروكروماتين الاختياري - تعطيل ، وهي إحدى الطرق لتنظيم نشاط الجين.
محطات النسخ المتماثل تشغل مواقع ثابتة. تحتل منطقة مركزية إلى حد ما. وهي مناطقها النشطة. ويتم تثبيته في مكانه بواسطة نظام الهيكل الخلوي. نعم. وجدنا أن البروتينات الكبيرة لا تتحرك بالانتشار الحر في البكتيريا. لا تنتظر لإنهاء واحدة لبدء أخرى. عندما تتجاوز 400 دينار. عمليات التراكب. في المنطقة المحورية. هذه الإنزيمات هي مكونات أساسية لنظام تكرار الحمض النووي. مدة الامتنان لهذه التقنية.
والبكتيريا لديها: توبويزوميراز. ما يفترضه سيكون مراكز الخلايا المستقبلية التي ستأتي بعد النسخ المتماثل. هيكل خلوي مشابه لذلك المسؤول عن الانقسام في حقيقيات النوى. قد يكون هناك مصباحان إضافيان. هذه همجية مقارنة بـ 1-2 ميكرون.
2) الهيتروكروماتين هو جزء من الكروماتين الموجود في حالة ملفوفة بإحكام ومعبأة طوال دورة الخلية بأكملها. يتوافق الهيتروكروماتين مع مقاطع كروموسوم مكثفة وملفوفة بإحكام (مما يجعلها غير قابلة للوصول إلى النسخ). بقع مكثفة مع الأصباغ الأساسية و المجهر الضوئييشبه البقع الداكنة ، الحبيبات. يقع Heterochromatin بالقرب من karyolemma ، وهو أكثر إحكاما من euchromatin ، ويحتوي على جينات "صامتة" ، أي الجينات غير النشطة حاليًا. تتكاثر المناطق المتغايرة اللون من الكروموسومات ، كقاعدة عامة ، في وقت متأخر عن المناطق المتجانسة اللون ولا يتم نسخها ؛ خامل جدا وراثيا. نوى الأنسجة النشطة والخلايا الجنينية فقيرة في الغالب في الهيتروكروماتين. يميز بين الهيتروكروماتين التأسيسي والاختياري.
2.1) ، تم اكتشاف الكروماتين التأسيسي (البنيوي) لأول مرة في أوائل ثلاثينيات القرن العشرين بواسطة Heitz ، الذي لاحظ وجود مناطق دائمة من الكروماتين المكثف في نوى الطور البيني. لا يعتمد وجودها على درجة تمايز الأنسجة أو النشاط الوظيفي. الهيتروكروماتين عبارة عن أقسام مضغوطة من الكروموسومات تظهر في الطور الأولي قبل الأجزاء الأخرى في تكوين الكروموسومات الانقسامية ولا تتكثف في الطور البعيد ، وتنتقل إلى نواة الطور البيني في شكل هياكل كثيفة ملطخة بشدة (مركزات الكروموسومات) ، والتي تقع بالقرب من karyolemma . غالبًا ما تكون المناطق المركزية والتيلوميرية للكروموسومات مناطق مكثفة بشكل دائم. لا يتم نسخ الكروماتين التأسيسي ، بل يتكرر في وقت متأخر عن بقية الكروماتين ، فهو يشتمل على DNA (ساتلي) غني بتسلسلات نيوكليوتيد متكررة ؛ يعمل على تفاعل الكروموسومات مع الصفيحة.
2.2) تم الكشف عن تغاير الكروماتين الاختياري (الوظيفي) عند مقارنة نوى خلايا مختلفة من نفس الكائن الحي ، وقد تم الكشف عن أن أقسام معينة من الكروماتين في بعض الخلايا يمكن أن تكون متغايرة اللون ، وفي البعض الآخر متماثل اللون. يحتوي الحمض النووي للكروماتين المغاير الاختياري على جينات غير نشطة بسبب تكاثفها القوي. ومع ذلك ، فإن هذه الجينات قادرة على العمل إذا دخلت منطقة معينة من الكروماتين في حالة عدم التكثيف (متماثل اللون). وبالتالي ، فإن الهيتروكروماتين الاختياري هو انعكاس لإحدى طرق تنظيم عمل الجينات - بمساعدتها ، يمكن "إيقاف" الجينات المختلفة في الخلايا المختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، قد يكون الهيتروكروماتين الاختياري موجودًا في واحد فقط من الكروموسومات المتجانسة. مثال على هذا النوع من الكروماتين المغاير هو الكروموسوم X الثاني في إناث الثدييات ، والذي يتم تعطيله أثناء التطور الجنيني المبكر بسبب تكاثفه الذي لا رجعة فيه. لذلك ، عند البشر ، في أول اثنين من الكروموسومات X تعمل (y ♀♀) ، وهو أمر ضروري للمسار الطبيعي لتكوين البويضات (تطوير الخلايا الجرثومية الأنثوية) ، في اليوم السادس عشر في جميع خلايا الجنين الأنثوي ، أحد X تشكل الكروموسومات جسمًا من الكروماتين الجنسي (شريط الجسم) ، والذي يمكن العثور عليه بالقرب من الغشاء النووي لخلايا الطور البيني في شكل تكوين كروماتين مغاير ملطخ جيدًا.
مستويات ضغط الكروماتين.
للحفاظ على الاستمرارية في عدد من أجيال الخلايا ، تغير الكروموسومات هيكلها اعتمادًا على فترة ومرحلة دورة الخلية. في الطور البيني تشكل الكروماتين. أثناء انتقال الخلية إلى الانقسام الفتيلي ، خاصة في الطور الفوقي ، يتخذ الكروماتين شكل أجسام فردية شديدة التمييز - الكروموسومات. تعتبر الأشكال البينية والطورية لوجود الكروموسومات متغيرين قطبيين لها التنظيم الهيكليمتصلة في دورة الخلية عن طريق التحولات المتبادلة. تتميز المستويات التالية لضغط الحمض النووي:
0) يتم تمثيل الحلزون المزدوج للحمض النووي بواسطة الحمض النووي "العاري" ، غير المرتبط بالبروتينات. عرض الحلزون المزدوج للحمض النووي هو 2 نانومتر.
1) المستوى النوويينشأ الكروماتين من تفاعل جزيء DNA مع جزيئات بروتينات الهيستون. يتم جرح دورتين ونصف من الحلزون المزدوج للحمض النووي (146-200 زوج قاعدي) على السطح الخارجي لبروتين البروتين ، مكونين جسيمًا نوويًا (الشكل 9.10).
النواة عبارة عن أوكتامر بروتين يتكون من 8 بروتينات هيستون من أربعة أنواع (H2A ، H2B ، H3 ، H4). يتم تمثيل كل هيستون بجزيئين. يلتف الحمض النووي حول اللب من الخارج ، ويشكل نصفين (الشكل 10). يسمى قسم الحمض النووي بين النيوكليوسومات بالرابط ويبلغ طوله 50-60 زوجًا قاعديًا. سمك الليف النووي (الخيط) هو 8-11 نانومتر.
أرز. 10. هيكل الجسيم النواة.
2) نيوكليومريك (ليفية كروماتينية أو خيط).تلتف البنية النووية لتشكيل ملف فائق. في تكوينه ، فإنه يقبل بروتين هيستون آخر H1 ، والذي يقع بين النيوكليوسومات ويرتبط بالرابط. يرتبط جزيء هيستون H1 بكل رابط. تتفاعل جزيئات H1 المعقدة مع الروابط مع بعضها البعض وتتسبب في الالتفاف الفائق للليف النوكليوزومي. نتيجة لذلك ، أ ليفي الكروماتين(شكل 11) بسمك 30 نانومتر:
أرز. أحد عشر. ليف الكروماتين.
على المستوى النووي ، يتم ضغط الحمض النووي 40 مرة. يحدث الالتواء الفائق بطريقتين. يمكن أن يشكل الليف النووي حلزونًا من الدرجة الثانية على شكل ملف لولبي. في الشكل الثاني ، يشكل الالتفاف الفائق لـ8-10 نيوكليوسومات بنية مضغوطة كبيرة ، النوكليومر. في كلتا الحالتين ، يتم تشكيل مستوى جديد من التنظيم المكاني للكروماتين ، والذي يسمى المستوى النووي. لا يسمح هذا المستوى بتوليف الحمض النووي الريبي من الحمض النووي النووي (لا يحدث النسخ على المستوى النووي لتنظيم الكروماتين).
أرز. 12 هيكل حلقي من الكروماتين.
4) عاجِز(من كروما - دهان ، نيما - خيط) مستوى. الكروماتين هو المادة التي تصنع الكروموسومات. في أبسط الحالات ، يحتوي الكروموسوم على جزيء DNA عملاق متكامل في مركب مع البروتينات ، أي ليفي DNP. يسمى ليفي DNP هذا بالكرومونيما. يتكون مستوى الكرومونيوم نتيجة تقارب الكروموميرات على طول الطول. قبل انقسام الخلية ، في الفترة S من الطور البيني ، يتضاعف كل كروموسوم يحتوي على كرومونيم واحد ويتكون من اثنين من الكروموسومات. ترتبط هذه الكروموسومات في جزء معين من الكروموسوم بهيكل خاص - السنترومير.
يتكون كروموسوم الطور الطوري من كروماتيدات (الشكل 15 هـ). سمكها 1400 نانومتر. الكروماتيدات متصلة بواسطة centromere. أثناء انقسام الخلية ، تتباعد الكروماتيدات وينتهي بها الأمر في خلايا ابنة مختلفة. يمكن تتبع تسلسل ضغط الكروماتين ، بدءًا من جزيء الحمض النووي إلى الكروموسوم ، في الشكل 15.
أرز. 15. مستويات ضغط الكروماتين:
أ - ليف نووي ، ب - ليف كروماتين أولي ؛ C - هيكل حلقة الطور البيني ، D - chromonema ؛ د - كروماتيد. ه - كروموسوم الطور.
يتوافق الكروماتين الحقيقي مع المستويات النووية والنووية لضغط الحمض النووي. الهيتروكروماتين - المستويات الصبغية والكرومونية لضغط الحمض النووي ، والكروماتيد و مستويات الكروموسوماتينظر خلال الانقسام.
وبالتالي ، فإن الكروماتين والكروموسومات عبارة عن بروتينات نوكليوبروتينات ديوكسيريبونوكليوبروتينات (DNP) ، لكن الكروماتين * حالة غير ملتوية ، والكروماتيدات ، وبالتالي الكروموسومات ، هي حالة ملتوية. لا توجد كروماتيدات وكروموسومات في نواة الطور البيني ، تظهر عند تدمير الغشاء النووي (أثناء الانقسام: في مراحل الطور المتأخر ، الطور ، الطور ، الطور المبكر).
* يستخدم مصطلح الكروماتين أيضًا للإشارة إلى المادة الوراثية للخلية ، وهي مركب بروتين نووي نووي منزوع الأكسجين بدرجات متفاوتة من الانضغاط.
تركيب الكروموسومات
الكروموسومات هي الحالة الأكثر اكتظاظًا بالكروماتين. تُرى الكروموسومات الأكثر إحكاما في مرحلة الطور الرئيسي ، وتتكون من كروماتيدين متصلين في السنترومير. الكروماتيدات متطابقة وراثيا ، تتشكل أثناء التكاثر وبالتالي تسمى الكروماتيدات الشقيقة.
أرز. 16. كروموسوم الطور.
اعتمادًا على موقع السنترومير ، يتم تمييز الأنواع التالية من الكروموسومات:أرز. 17. أنواع الكروموسومات.
في شذوذ الكروموسومات(انتهاكات لبنية الكروموسومات) يمكن أن تحدث الكروموسومات البعيدة أيضًا إذا كان لها ذراع واحدة فقط نتيجة فصل الذراع عن الكروموسوم ، وكان السنترومير يقع في نهاية الكروموسوم. تسمى نهايات أذرع الكروموسومات التيلوميرات.خامسا النواة
النواة هي بنية مستديرة يمكن رؤيتها بوضوح في المجهر الضوئي ، وهي أكثف بنية للنواة. النواة تقع داخل النواة. النواة ملطخة بشدة بالأصباغ النووية ، لأن يحتوي على كمية كبيرة من الحمض النووي الريبي والحمض النووي. تحتوي النواة على البروتينات النووية الريبية (RNPs). قد تحتوي نوى الخلايا حقيقية النواة على نواة واحدة أو اثنتين أو أكثر. النواة ليست بنية منفصلة عن الكروماتين ، ولكنها مشتقة منها. النواة خالية من الغشاء وتتكون حول أجزاء من الكروموسومات ، في الحمض النووي الذي يتم ترميز المعلومات الخاصة به لبنية الرنا الريباسي. تسمى هذه الهياكل المتخصصة (الحلقات) من الكروموسومات بالمنظمين النوويين. يقع المنظمون النوويون في منطقة الانقباض الثانوي للكروموسومات الساتلية. يتم تصنيع الرنا الريباسي على الحمض النووي للمنظم النووي. عادة ما يتم تنفيذ وظيفة المنظم النووي عن طريق الانقباض الثانوي لكروموسومات الأقمار الصناعية. في البشر ، توجد مثل هذه المواقع في 5 كروموسومات - 13 و 14 و 15 و 21 و 22 ، حيث توجد نسخ عديدة من الجينات التي تشفر الحمض النووي الريبي (الرنا الريباسي). يزداد حجم وعدد النوى بزيادة النشاط الوظيفي للخلية. النوى الكبيرة بشكل خاص هي سمة من سمات البروتينات الجنينية وتوليفها بنشاط ، وكذلك خلايا الأورام الخبيثة سريعة النمو. تختفي النواة في طور الانقسام الفتيلي ، عندما يتم "تفكيك" المنظمين النوويين أثناء تكثيف الكروموسومات المقابلة ، وإعادة تشكيلها في الطور النهائي.
تتمثل وظائف النواة في تصنيع الرنا الريباسي وتجميعه في سلائف للوحدات الفرعية الريبوسومية.
تحت المجهر الإلكتروني ، توجد منطقتان في النواة:
1) تتكون المنطقة الليفية من العديد من الخيوط الرقيقة (5-8 نانومتر) وتقع في الجزء الداخلي من النواة. توجد هنا أيضًا أجزاء من الحمض النووي لمنظمي النواة. في الجزء الليفي من النواة ، يتشكل الرنا الريباسي في عملية نسخ ، نضج (معالجة) الرنا الريباسي.
2) يتكون الجزء الكروي (المكون الحبيبي) من تراكم جزيئات كثيفة بقطر 10-20 نانومتر. في الجزء الكروي ، يتحد الرنا الريباسي مع البروتينات التي تأتي من السيتوبلازم ، أي يتم تشكيل وحدات فرعية الريبوسوم.
تشكل المكونات الليفية والحبيبية والحبيبية للنواة ما يسمى بـ. خيوط نووية (nucleosome) بسمك 60-80 نانومتر ، والتي تشكل داخل النواة شبكة عريضة الصفائح ، والتي تتميز بكثافة أكبر على خلفية مصفوفة أقل كثافة.
النواة محاطة بالكروماتين حول النواة ، كمية صغيرة من الكروماتين تخترق من المحيط إلى النواة (كروماتين داخل النواة). توجد في نواة الخلايا حبيبات صغيرة وكتل من الكروماتين ملطخة بأصباغ أساسية ؛ يتكون من مركب من الحمض النووي والبروتين ويتوافق مع الكروموسومات ، والتي يتم تمثيلها في نواة الطور البيني بخيوط طويلة ملتوية رفيعة ولا يمكن تمييزها على أنها بنى بصرية.