Немецкий цитолог и                                                Американский цитолог

Немецкий цитолог и                                                Американский цитолог

Эмбриолог Т. Бовери (1902-1907)                                   У. Сеттон (1902-1903)

                                             

                                               

пришли к утверждению

Тесной связи наследственного

Материала

С хромосомами, что легло в основу хромосомной теории

Наследственности.

       Детальная разработка этой теории была осуществлена школой американских генетиков, возглавляемой Т.Морганом.

Химический состав хромосом.

Химический состав хромосом.

 

Хромосома

ДНК + белки =                                 РНК, липиды, полисахариды,

нуклепротеиновый комплекс                  ионы металлов.

Является материальным

носителем свойств наследственности и

изменчивости и заключает в себе

биологическую информацию – программу

развития клетки

Принимают участие в сложной упаковке ДНК в хромосоме и регуляции ее способности к синтезу РНК (на их долю приходится 65 % массы)

 

                                                                                    Белки хромосом

 

Гистоновые   негистоновые

 

Гистоны – 5 фракций Н1,Н2А,Н2В,Н3,Н4 + заряженные (основные)

Негистоновые белки(кислые),более 100фракций.

Гистоны – 5 фракций Н1,Н2А,Н2В,Н3,Н4 + заряженные(основные)                                                                          

Прочно соединяются с молекулой          

                                                                            РНК, чем препятствуют считыванию  

                                                                            заключенной в ней информации–

                                                                            это регуляторная роль белков.                                                                            

Структурная роль заключается в

                                                                            обеспечении пространственной

                                                                            организации ДНК в хромосоме.

 Негистоновые белки (кислые), более 100 фракций.

 

ДНК хромосом

 

 

 

       Общая длина всех 46 молекул ДНК, находящиеся в ядре человеческой клетки – около 190 см. Эти молекулы существенно различаются по размерам; средняя же длина одной из них, как не трудно найти примерно 4см.

 

Структурная организация хроматина

Хроматин – основа хромосом эукариотических клеток, одна из важнейших форм плотной упаковки молекул ДНК в клетке.

Хроматин – это комплекс сверхспиральной ДНК со специфическими белками (гистоновыми и негистоновыми).

 

       Чисто внешне хроматиновое волокно представляет подобие бус, нанизанных на нитку.

 

 

Уровни упаковки генетического материала

I. Нуклеосомная нить.

Этот уровень организации хроматина обеспечивается четырьмя видами нуклеосомных гистонов: Н2А, Н2В, Н3, Н4. Они образуют, напоминающие по форме шайбу, белковые тела – коры, состоящие из 8 молекул.

       Молекула ДНК взаимодействуют с белковыми корами, спирально накручиваясь на них. При этом в контакте с каждым кором оказывается участок ДНК, состоящий из 146 пар нуклеотидов. Свободные от контакта с белковыми телами участки ДНК называются связующими или линкерными. Длина ДНК уменьшается в 5-7 раз.

 

 

Нуклеосома представляет вид цилиндра, содержащий по 2 молекулы. каждого из 4-х гистонов, вокруг которого ДНК образует около 2 витков и переходит на следующий цилиндр.

 

 

IV. Метафазная хромосома

           

Отдельные участки интерфазой хромонемы подвергаются дальнейшей компактизации, образуя структурные блоки, объединяющие соседние петли с одинаковой организацией.

       Они выявляются в интерфазном ядре в виде глыбок хроматина.

Возможно, существование таких структурных блоков обусловливает картину неравномерного распределения некоторых красителей в метафазных хромосомах.

       В зависимости от состояния хроматина выделяют эухроматиновые участки хромосом (функционально активные) отличающиеся меньшей плотностью упаковки.

       Гетерохроматиновые участки – функционально неактивные, с компактной организацией, генетически инертны.

       Вступление клетки из интерфазы в митоз сопровождается суперспирализацией хроматина.

 

 

              Теломеры – специализированные концевые районы линейной                         хромосомной ДНК, состоящие из многократно повторяющихся коротких нуклеотидных последовательностей.

              Построены из дезоксинуклеопротеидов (ДНП),

                                                      комплекс ДНК с белками

                                                                 наиболее

                                                      известные теломерные

                                                                    белки                        

                                            Rap1                                       TRF1

                                        (у дрожжей)              (у млекопитающих)

                                                        

                                                        фракция гетерохроматина

              Благодаря белкам, теломеры имеют плотную упаковку, т.е. относятся к фракции гетерохроматина.

1938 год

 

Реплицирующая молекула ДНК

 

 

Функции теломер

I. Условно механические

а) Участвуют в фиксации хромосом к ядерному матриксу.

б) Теломеры сцепляют друг с другом концы сестринских хроматид (образующихся в хромосоме после s-фазы)

II. Стабилизационные

а) Если в клетке нет теломеразы, то наличие теломер предохраняет от недорепликации генетически значимые отделы ДНК.

б) Если в клетке есть теломеразная активность, то появляется еще одна возможность – стабилизация концов разорванных хромосом.

IV. «Счетная»функция

       Теломерные отделы ДНК выступают в качестве часового устройства (репликометр), который отсчитывает количество делений клетки после исчезновения теломеразной активности. Теломеры – устройство, определяющее количество делений, которые способна совершить нормальная клетка в отсутствии теломеразы. Достигая критически короткой длины, теломеры теряют возможность выполнять функции и клетка гибнет

Распространение теломеразы

 

В каких клетках имеется и функционирует теломераза? Это ключевой вопрос всей теломеразной биологии. По исходным представлениям Оловникова А.М. у взрослого человека теломераза функционирует лишь в клетках зародышевого пути. Во всех соматических клетках она отсутствует и появляется в случае опухолевого перерождения. После появления сверхчувствительных методов в молекулярной биологии удалось обнаружить теломеразу в соматических клетках.

В характере распространения теломеразы есть в полне определенная закономерность, если учитывать способность соответствующих клеток к делению.

Теломераза имеется во многих из тех соматических клеток, которые способны к делению.

 

Теломера за и старение

Год Леонард Хейфлик

Немецкий цитолог и                                                Американский цитолог