Нуклеосомный уровень презентация

Нуклеосомный уровень Наименьшей структурно-функциональной единицей хромосом является – нуклеосома. Спираль ДНК соединяется с группами из восьми молекул гистоновых белков - октамер, в состав которых входит по две молекулы Н2а, H2в, НЗ, Н4. Это так называемый «нуклеосомный кор» (от английского слова – nurleosome core). Причем двунитевая молекула как бы накручивается на октамер и протяжённость этого участка ДНК составляет приблизительно 146 пар нуклеотидов, что образует 1,75 оборота. Т.о., в состав нуклеосомы входит около 200 нуклеотидных пар.

Нуклеосомный кор

Между нуклеосомами имеются соединяющие их участки ДНК, содержащие около 60 пар нуклеотидов. Их называют спейсерными или линкерными участками, они связаны с белком H1. Белок Н1 участвует в поддержании структуры нуклеосомного уровня и ближе подтягивает нуклеосомы друг к другу на следующем этапе укладки 90 % ДНК входит в состав нуклеосом, а 10 % содержится в перемычках между нуклеосомами; нуклеосомы содержат фрагменты «молчащего» хроматина, а перемычки – активного хроматина

Нуклеосомный уровень

нуклеосомная нить

Нуклеосомная нить (электронная микроскопия)

При развертывании нуклеосомы весь хроматин становится активным. При развертывании нуклеосомы весь хроматин становится активным. Дисковидные нуклеосомы имеют диаметр 10 нм, высоту 5 нм. Из нуклеосом образуются фибриллы толщиной 10 нм, которые состоят из ряда нуклеосом, касающихся друг друга своими краями и ориентированных плоскими поверхностями вдоль оси фибрилл («бусинки на нитке») Количество нуклеосом в ядре огромно. Рассчитано, что на гаплоидное количество ДНК человека приходится до 1,5*107 нуклеосом. В результате этого уровня ДНК на поверхности гистоновой сердцевины укорачивается в 7 раз относительно первоначальной длины и утолщается

Второй: нуклеомерный уровень укладки хроматина этот уровень укладки ДНК. осуществляется за счёт гистоновых белков и образуется нуклеосомная фибрилла; существует 2 гипотезы: 1.соленоидному типу укладки: нуклеосомная фибрилла образует спираль, на один виток которых приходится 6 – 7 нуклеосом. 2.Нуклеомерный тип укладки заключается в том, что 8 – 10 нуклеосом объединяются в нуклеомер (образуется «сверхбусина»). В результате такой упаковки ДНК еще больше утолщается и укорачивается в 42 раза относительно первоначальной или в 6 раз относительно 1 уровня и образуется хроматиновое волокно с диаметром 30 нм, которое подвергается дальнейшей компактизации с уменьшением длины в 100 раз.. Хроматиновая конформация из «бусинок» и «супер бусинок» дают структуру эухроматина

Второй уровень – Хроматиновая фибрилла 30 nm соленоидный хроматин Нуклесомный уровень дает формирование «цепочки из бусинок». Далее 6 нуклеосом сближаются и соединяются посредством гистонового белка Н1

Хромомерный уровень. Дальнейшая упаковка хроматина дает формирование гетерохроматина. Все остальные уровни компактизации связаны с укладкой хроматиновых фибрилл в новые структуры, где ведущую роль играют негистоновые белки. Негистоновые (скэффолды)белки связываются с особыми участками ДНК, которая в местах связывания образует большие петли или домены. Хроматиновые волокна доменов интерфазных хромосом состоят из 30 000 – 100 000 пар оснований. Петли доменов «заякорены» на внутриядерном поддерживающем матриксе – «ламине», которая прилегает к внутренней ядерной мембране. Каждый петлеобразующий домен хроматина содержит как кодирующие, так и некодирующие области генов.

Дальнейшая упаковка хромосом-хромонемная происходит сближение хромомер и образуются толстые нити, которые становятся видны в световом микроскопе. Эти образования называют хромонемы. Это четвертый уровень структурной организации хроматина Минибенд содержит около 18 петель. Данный уровень дает укорочение ДНК в 1600 раз относительно ее первоначальной длины.

хроматидный И последний уровень структурной организации хроматина – пятый - хроматидный . Хромонемы укладываются спирально или петлеобразно, образуя хроматиду. Метафазная хромосома состоит из двух хроматид, соединенных первичной перетяжкой – центромерой. Таким образом, в результате суперспирализации происходит компактизация ДНК и образование хромосом. Это необходимый этап организации хроматина в подготовке к клеточному делению.

ХРОМОСОМНЫЙ Метафазная хромосома состоит из двух хроматид, соединенных первичной перетяжкой – центромерой. Таким образом, в результате суперспирализации происходит компактизация ДНК и образование хромосом. Это необходимый этап организации хроматина в подготовке к клеточному делению.

ХРОМОСОМА ХРОМОСОМА К началу XX в. углубленное изучение поведения этих структур в ходе самовоспроизведения клеток, при созревании половых клеток, при оплодотворении и раннем развитии зародыша обнаружило строго закономерные динамические изменения их организации. Это привело немецкого цитолога и эмбриолога Т. Бовери (1902—1907) и американского цитолога У. Сеттона (1902—1903) к утверждению тесной связи наследственного материала с хромосомами, что легло в основу хромосомной теории наследственности. Детальная разработка этой теории была осуществлена в начале XX в. школой американских генетиков, возглавляемой Т. Морганом.

Строение метафазной хромосомы Термин хромосома был предложен в 1888 г. немецким морфологом В. Вальдейером, который применил его для обозначения внутриядерных структур эукариотической клетки, хорошо окрашивающихся основными красителями (от греч. хрома — цвет, краска, сома — тело). Хромосомы синтетически неактивны. Строение хромосом лучше всего изучать в момент их наибольшей конденсации, т.е. в метафазе и начале анафазы митоза. Каждая хромосома в метафазе митоза состоит из двух хроматид, образовавшихся в результате редупликации, и соединенных центромерой (первичной перетяжкой). В центральной части центромеры находятся кинетохоры, к которым во время митоза прикрепляются микротрубочки нитей веретена

Строение хромосомы

Центромера делит хромосому на два плеча: Хромосомы с равными плечами называют равноплечими или метацентрическими, с плечами неодинаковой длины - неравноплечими - субметацентрическими, с одним коротким и вторым почти незаметным - палочковидными или акроцентрическими. В случае полного отсутствия одного плеча хромосомы называются телоцентрическими Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку, отделяющую спутник и называются спутничными. Вторичные перетяжки называют ядрышковыми организаторами. В них в интерфазе происходит образование ядрышка. Плечи хромосом оканчиваются участками, называемыми теломерами, не способными соединяться с другими хромосомами.

Кинетохоры Кинетохоры– это сложные комплексы, состоящие из многих белков. Морфологически они очень сходны, имеют одинаковое строение, начиная от диатомовых водорослей, кончая человеком. Кинетохоры представляют собой трехслойные структуры: внутренний плотный слой, примыкающий к телу хромосомы, средний рыхлый слой и внешний плотный слой. От внешнего слоя отходят множество фибрилл, образуя так называемую фиброзную корону кинетохора (рис. 33б). В общей форме кинетохоры имеют вид пластинок или дисков, лежащих в зоне первичной перетяжки хромосомы, в центромере. На каждую хроматиду (хромосому) обычно приходится по одному кинетохору. До анафазы кинетохоры на каждой сестринской хроматиде располагаются оппозитно, связываясь, каждый со своим пучком микротрубочек. У некоторых растений кинетохор имеет вид не пластинок, а полусфер

кариотип Кариотип — диплоидный набор хромосом, свойственный соматическим клеткам организмов данного вида, являющийся видоспецифическим признаком и характеризующийся определенным числом, строением и генетическим составом хромосом (рис. 35). Термин был предложен в 1924 году Г.А. Левитским

Совокупность числа и морфологии хромосом данного вида называется - КАРИОТИП Совокупность числа и морфологии хромосом данного вида называется - КАРИОТИП

Классификация хромосом

Парижская классификация В основе Парижской классификации хромосом человека (1971 г.) лежат методы специальной дифференциальной их окраски, при которой в каждой хромосоме выявляется характерный только для нее порядок чередования поперечных светлых и темных сегментов. Различные типы сегментов обозначают по методам, с помощью которых они выявляются наиболее четко. Например, Q-сегменты — это участки хромосом, флюоресцирующие после окрашивания акрихин-ипритом; G-сегменты выявляются при окрашивании красителем Гимза (Q- и G-сегменты идентичны); R-сегменты окрашиваются после контролируемой тепловой денатурации и т.д. Данные методы позволяют четко дифференцировать хромосомы человека внутри групп. Короткое плечо хромосом обозначают латинской буквой p, а длинное — q. Каждое плечо хромосомы разделяют на районы, нумеруемые по порядку от центромеры к теломере. В некоторых коротких плечах выделяют один такой район, а в других (длинных) — до четырех. Полосы внутри районов нумеруются по порядку от центромеры. Если локализация гена точно известна, для ее обозначения используют индекс полосы. Например, локализация гена, кодирующего эстеразу D, обозначается 13p4 — четвертая полоса первого района короткого плеча тринадцатой хромосомы. Локализация генов не всегда известна до полосы. Так расположение гена ретинобластомы обозначают 13q, что означает локализацию его в длинном плече тринадцатой хромосомы.

Денверская классификация

Геном человека  Вся масса ДНК гаплоидной клетки – называется геномом. Структуру и функции генома изучает, специальная наука – геномика.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ