Цитологические основы наследственности

1. Цитологические основы наследственности

2. Цитология – наука о клетке

Первым
достижением
цитологии было
открытие того
факта, что клетка
состоит из двух
областей –
центрального - ядра
и периферической цитоплазмы.

3. Ядро клетки

Генетическая
информация заключена в
ядре клетки.
Ядро имеется в клетках
всех эукариот за
исключением
эритроцитов
млекопитающих.
Имеет размеры 10-20 нм,
является самой крупной
из органелл.

4.

5. Строение ядра

Ядро клетки состоит
из:
Гранулярной
области (хроматина)
ядрышка
кариоплазмы
ядерной оболочки,
отграничивающей
ядро от цитоплазмы.

6. Ядерная оболочка

Оболочка ядра (в
интерфазе) состоит из
двух мембран, между
ними перинуклеарное
пространство.
В мембранах ядра есть
поры, через которые
проходят обменные
процессы между ядром
и цитоплазмой.

7. Ядерная оболочка

Наружная мембрана
ядра может
переходить в каналы
эндоплазматической
сети.
На наружной
стороне ядерной
мембраны
располагаются
митохондрии.

8. Кариоплазма (ядерная плазма, нуклеоплазма, ядерный сок)

В ней находятся
хроматин и ядрышки.
Она содержит белки,
нуклеотиды, различные
виды РНК.
Кариоплазма
осуществляет связь
ядерных структур и
цитоплазмы клетки.

9. Ядрышко, ядрышки

Ядрышки имеют шаровидную форму,
не окружены мембраной.
Содержат белки и РНК, липиды,
ферменты.
Ядрышки исчезают в начале деления
клетки и формируются после
окончания деления.
Ядрышки связаны с участками
вторичных перетяжек спутничных
хромосом (ядрышковые организаторы).
В области этих перетяжек
локализованы гены, кодирующие синтез
рибосомальной РНК, а в самих
ядрышках происходит формирование
субъединиц рибосом, которые через
поры ядерной мембраны выходят в
цитоплазму.

10. Хроматин

Хроматин это комплекс,
состоящий из ДНК, белков
гистонов и РНК. т.е.
хроматин - это
дезоксирибонуклеопротеин.
Хроматин в световом
микроскопе выявляется в
виде тонких нитей, глыбок,
гранул.

11. Функциональное состояние хроматина (эухроматин)

Хроматин – это деспирализованные молекулы
ДНК.
В таком состоянии хроматин называется
эухроматином.
Гены, входящие в эухроматин активно
работают, т.е. можно сказать, что в состоянии
эухроматина ДНК активно работает.
Передача генетической информации,
заложенной в ДНК осуществляется именно в
состоянии эухроматина.
Эухроматин – это раскрученный
деконденсированный хроматин.
Состояние эухроматина формируется в период
между клеточными делениями, когда
хромосомы частично раскручиваются,
деспирализуются и переходят в состояние
хроматина, т.е. деконденсируются.

12. Функциональное состояние хроматина (гетерохроматин)

При подготовке клетки к делению
происходит конденсация
хроматина.
Хроматина становится
гетерохроматином.
Гетерохроматин –
спирализованный хроматин,
выглядит в виде плотных
клубочков. Интенсивно
окрашивается.
Гетерохроматин менее активен,
чем эухроматин. Гетерохроматин
неактивный (не считывается
информация). При подготовке
клетки к делению происходит
упаковка всего хроматина и
образование хромосом.

13. Функциональные состояния хроматина

В результате упаковки, т.е. конденсации
всего хроматина образуются хорошо
видимые, интенсивно
окрашивающиеся
структуры – хромосомы.
Таким образом, гранулярная область ядра
(хроматин) имеет разную степень
конденсации.
Хроматин неконденсированный эухроматин (высокая транскрибируемость).
Хроматин конденсированный –
гетерохроматин (низкая
транскрибируемость).
Высшая стадия конденсации хроматина –
образование хромосом.
Хромосомы – это упакованные молекулы
ДНК.

14.

15.

16. Хромосомы

Хромосомы – это структурный элемент
клеточного ядра, состоящий из ДНК.

17. Хромосомы

Морфология хромосом видна в клетке во время
деления (на стадии метафазы)

18. Образование хромосом

При образовании хромосом первые этапы
упаковки ДНК осуществляют белки
Гистоны.
Происходит образование так
называемых нуклеосом.
Молекула ДНК накручивается на
поверхность множества белковых частиц,
делая обороты вокруг сердцевины (8
молекул гистонов).
Общий вид хроматина, представленного
молекулой ДНК, упакованной с помощью
нуклеосом, можно сравнить с бусами на
нитке.
При первом накручивании молекула ДНК
укорачивается в 6-7 раз.

19. Строение нуклеосомы

20. Нуклеосомная компактная упаковка хроматина

21. Двухроматидные хромосомы

Максимальная конденсация
хроматина наблюдается во
время митотического деления
клетки.
В состав каждой хромосомы
входит одна двуспиральная
молекула ДНК, которая
удваивается при подготовке
клеток к делению в период
интерфазы).
После этого каждая из двух
одинаковых молекул
упаковывается независимо,
образуя хроматиды.

22.

23. Хроматиды

Каждая хроматида содержит одну
из двух идентичных дочерних
молекул ДНК, образующихся в
процессе удвоения (репликации).
Обе хроматиды каждой хромосомы
идентичны друг другу по генному
составу.
Молекула ДНК представляет собой
непрерывную сверхскрученную
двойную спираль, которая
простирается по всей длине
хроматиды.
Хроматиды соединяются между
собой в районе первичной
перетяжки, центромеры.

24.

25. Центромера

Центромера – это часть хромосомы (участок
ДНК), которая определяет движение хромосомы.
В зависимости от расположения центромеры
различают хромосомы акроцентрические,
метацентрические, субметацентрические.
Центромера — участок хромосомы, который
связывает сестринские хроматиды, играет
важную роль в процессе деления клеточного
ядра и участвует в контроле экспрессии генов.
Характеризуется специфическими
последовательностью нуклеотидов и структурой.