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Der Begriff Chromosomen wurde zuerst von V. vorgeschlagen. Es ist sehr schwierig, Chromosomenkörper in den Kernen von Interphasezellen mit morphologischen Methoden zu identifizieren. Die Chromosomen selbst, als klare, dichte, gut sichtbare Körper im Lichtmikroskop, werden erst kurz vor der Zellteilung sichtbar.

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Vortrag Nr. 6

CHROMOSOMEN

Chromosomen sind die wichtigste funktionelle autoreproduzierende Struktur des Zellkerns, in der die DNA konzentriert ist und mit der die Funktionen des Zellkerns verbunden sind. Der Begriff „Chromosomen“ wurde erstmals 1888 von W. Waldeyer vorgeschlagen.

Es ist sehr schwierig, Chromosomenkörper in den Kernen von Interphasezellen mit morphologischen Methoden zu identifizieren. Die eigentlichen Chromosomen als klare, dichte, gut sichtbare Körper unter einem Lichtmikroskop werden erst kurz vor der Zellteilung sichtbar. In der Interphase selbst werden Chromosomen nicht als dichte Körper angesehen, da sie sich in einem gelockerten, dekondensierten Zustand befinden.

Anzahl und Morphologie der Chromosomen

Die Anzahl der Chromosomen ist für alle Zellen einer bestimmten Tier- oder Pflanzenart konstant, variiert jedoch erheblich in verschiedenen Objekten. Es hängt nicht mit dem Organisationsgrad lebender Organismen zusammen. Primitive Organismen können viele Chromosomen haben, während hochorganisierte sehr viel weniger haben. Beispielsweise erreicht die Anzahl der Chromosomen bei einigen Radiolariern 1000-1600. Der Rekordhalter unter den Pflanzen in Bezug auf die Anzahl der Chromosomen (ca. 500) ist der Grasfarn mit 308 Chromosomen Maulbeerbaum. Lassen Sie uns Beispiele für den quantitativen Gehalt von Chromosomen in einigen Organismen geben: Flusskrebs 196, Mensch 46, Schimpanse 48, Weichweizen 42, Kartoffel 18, Drosophila 8, Stubenfliege 12. Die kleinste Anzahl von Chromosomen (2) wird in einem von ihnen beobachtet Spulwurmrassen hat die Haplopapus-Kompositpflanze nur 4 Chromosomen.

Die Größe der Chromosomen verschiedene Organismen weit schwankend. Die Länge der Chromosomen kann also zwischen 0,2 und 50 Mikrometer variieren. Die kleinsten Chromosomen finden sich in einigen Protozoen, Pilzen, Algen, sehr kleine Chromosomen in Flachs und Seebinse; sie sind so klein, dass sie im Lichtmikroskop kaum sichtbar sind. Die längsten Chromosomen finden sich in einigen Orthoptera-Insekten, in Amphibien und in Lilien. Die Länge menschlicher Chromosomen liegt im Bereich von 1,5 bis 10 Mikrometern. Die Dicke der Chromosomen reicht von 0,2 bis 2 Mikrometer.

Die Morphologie von Chromosomen wird am besten zum Zeitpunkt ihrer größten Verdichtung, in der Metaphase und zu Beginn der Anaphase untersucht. Die Chromosomen von Tieren und Pflanzen sind in diesem Zustand stabförmige Strukturen unterschiedlicher Länge mit einer ziemlich konstanten Dicke, die meisten Chromosomen können leicht eine Zone findenprimäre Verengungdie ein Chromosom in zwei Teile teilt Schulter . Im Bereich der primären Einschnürung befindet Zentromer oder Kinetochor . Es ist eine plattenartige Struktur, die wie eine Scheibe geformt ist. Im Bereich der Einschnürung ist es durch dünne Fibrillen mit dem Chromosomenkörper verbunden. Das Kinetochor ist strukturell und funktionell kaum verstanden; Daher ist bekannt, dass es eines der Zentren der Tubulinpolymerisation ist, aus dem Bündel von Mikrotubuli der mitotischen Spindel wachsen, die in Richtung der Zentriolen gehen. Diese Bündel von Mikrotubuli sind an der Bewegung der Chromosomen zu den Zellpolen während der Mitose beteiligt. Einige Chromosomen habensekundäre Verengung. Letzterer befindet sich normalerweise in der Nähe des distalen Endes des Chromosoms und trennt einen kleinen Bereich ab Satellit . Die Abmessungen und die Form des Satelliten sind für jedes Chromosom konstant. Auch die Größe und Länge der sekundären Einschnürungen sind ziemlich konstant. Einige sekundäre Verengungen sind spezialisierte Abschnitte von Chromosomen, die mit der Bildung des Nukleolus (nukleoläre Organisatoren) verbunden sind, der Rest ist nicht mit der Bildung des Nukleolus verbunden und ihre funktionelle Rolle ist nicht vollständig geklärt. Chromosomenarme enden in terminalen Regionen Telomere. Die telomerischen Enden von Chromosomen sind nicht in der Lage, sich mit anderen Chromosomen oder deren Fragmenten zu verbinden, im Gegensatz zu den Enden von Chromosomen, denen (aufgrund von Brüchen) telomerische Regionen fehlen, die dieselben gebrochenen Enden anderer Chromosomen verbinden können.

Je nach Lage der primären Engstelle (Zentromer) wird unterschieden Arten von Chromosomen:

1. metazentrischdas Zentromer befindet sich in der Mitte, die Arme sind gleich oder fast gleich lang, in der Metaphase erwirbt es V-förmig;

2. submetazentrischDie primäre Einschnürung ist leicht zu einem der Pole verschoben, eine Schulter ist etwas länger als die andere, in der Metaphase hat sie L-förmig;

3. akrozentrischdas Zentromer ist stark zu einem der Pole verschoben, eine Schulter ist viel länger als die andere, biegt sich in der Metaphase nicht und hat eine stäbchenförmige Form;

4. telozentrischDas Zentromer befindet sich am Ende des Chromosoms, aber solche Chromosomen kommen in der Natur nicht vor.

Normalerweise hat jedes Chromosom nur ein Zentromer (monozentrische Chromosomen), aber Chromosomen können vorkommen dizentrisch (mit 2 Zentromeren) undpolyzentrisch(mit mehreren Zentromeren).

Es gibt Arten (z. B. Seggen), bei denen die Chromosomen keine sichtbaren Zentromerregionen enthalten (Chromosomen mit diffus angeordneten Zentromeren). Sie werden gerufen azentrisch und können während der Zellteilung keine geordnete Bewegung ausführen.

Chemische Zusammensetzung der Chromosomen

Die Hauptbestandteile von Chromosomen sind DNA und grundlegende Proteine ​​(Histone). Komplex aus DNA mit HistonenDesoxyribonukleoprotein(DNP) macht etwa 90 % der Masse beider Chromosomen aus, die aus Interphasekernen und Chromosomen sich teilender Zellen isoliert wurden. Der Gehalt an DNP ist für jedes Chromosom eines bestimmten Organismustyps konstant.

Aus mineralischen Bestandteilen Höchster Wert haben Calcium- und Magnesiumionen, die den Chromosomen Plastizität verleihen, und ihre Entfernung macht die Chromosomen sehr zerbrechlich.

Ultrastruktur

Jedes mitotische Chromosom ist oben bedeckt Häutchen . Innen ist Matrix , in dem sich ein spiralförmig gekräuselter Faden aus DNP befindet, 4-10 nm dick.

Elementare Fibrillen von DNP sind die wichtigsten Komponente, das Teil der Struktur von mitotischen und meiotischen Chromosomen ist. Um die Struktur solcher Chromosomen zu verstehen, ist es daher notwendig zu wissen, wie diese Einheiten im kompakten Chromosomenkörper organisiert sind. Die intensive Untersuchung der Ultrastruktur von Chromosomen begann Mitte der 1950er Jahre, was mit der Einführung der Elektronenmikroskopie in die Zytologie verbunden ist. Es gibt 2 Hypothesen für die Organisation von Chromosomen.

1). Uninemnaya Die Hypothese besagt, dass es nur ein doppelsträngiges DNP-Molekül im Chromosom gibt. Diese Hypothese hat morphologische, autoradiographische, biochemische und genetische Bestätigungen, was diese Ansicht heute zur beliebtesten macht, da sie zumindest für eine Reihe von Objekten (Drosophila, Hefepilze) bewiesen ist.

2). Polynemisch Die Hypothese ist, dass mehrere doppelsträngige DNP-Moleküle zu einem Bündel zusammengefasst werden Lahmheit , und wiederum 2-4 Chromoneme, die sich verdrehen, bilden ein Chromosom. Fast alle Beobachtungen der Chromosomenpolynemie wurden unter Verwendung eines Lichtmikroskops an botanischen Objekten mit großen Chromosomen (Lilien, verschiedene Zwiebeln, Bohnen, Tradescantia, Pfingstrose) gemacht. Es ist möglich, dass die Phänomene der Polynemie, die an Zellen beobachtet wurden große Pflanzen, sind nur für diese Objekte charakteristisch.

Somit ist es möglich, dass es mehrere unterschiedliche Prinzipien der strukturellen Organisation von Chromosomen in eukaryontischen Organismen gibt.

In Interphasezellen sind viele Chromosomenabschnitte despiralisiert, was mit ihrer Funktion zusammenhängt. Sie werden gerufen Euchromatin. Es wird angenommen, dass die euchromatischen Regionen von Chromosomen aktiv sind und den gesamten Hauptkomplex von Genen einer Zelle oder eines Organismus enthalten. Euchromatin wird in Form feiner Körnigkeit beobachtet oder ist im Zellkern der Interphasezelle überhaupt nicht unterscheidbar.

Während des Übergangs einer Zelle von der Mitose zur Interphase bleiben bestimmte Zonen verschiedener Chromosomen oder sogar ganzer Chromosomen kompakt, spiralisiert und lassen sich gut anfärben. Diese Zonen werden aufgerufen Heterochromatin . Es ist in der Zelle in Form von großen Körnern, Klumpen, Flocken vorhanden. Heterochromatische Regionen befinden sich normalerweise in den telomeren, zentromeren und perinukleolären Regionen von Chromosomen, können aber auch Teil von ihnen sein. interne Teile. Der Verlust auch signifikanter Abschnitte heterochromatischer Bereiche von Chromosomen führt nicht zum Zelltod, da sie nicht aktiv sind und ihre Gene vorübergehend oder dauerhaft nicht funktionieren.

Matrix ist eine Komponente der mitotischen Chromosomen von Pflanzen und Tieren, die während der Despiralisierung von Chromosomen freigesetzt wird und aus fibrillären und körnigen Strukturen von Ribonukleoprotein-Natur besteht. Es ist möglich, dass die Rolle der Matrix in der Übertragung von RNA-haltigem Material durch Chromosomen besteht, was sowohl für die Bildung von Nukleolen als auch für die Wiederherstellung des eigentlichen Karyoplasmas in Tochterzellen notwendig ist.

Chromosomensatz. Karyotyp

Die Konstanz solcher Merkmale wie Größe, Ort der primären und sekundären Verengungen, Vorhandensein und Form von Satelliten bestimmt die morphologische Individualität von Chromosomen. Aufgrund dieser morphologischen Individualität ist es bei vielen Tier- und Pflanzenarten möglich, jedes Chromosom des Satzes in jeder sich teilenden Zelle zu erkennen.

Die Gesamtheit der Anzahl, Größe und Morphologie der Chromosomen wird genannt Karyotyp dieser Art. Ein Karyotyp ist wie das Gesicht einer Spezies. Selbst bei eng verwandten Arten unterscheiden sich Chromosomensätze entweder in der Anzahl der Chromosomen oder in der Größe mindestens eines oder mehrerer Chromosomen oder in der Form der Chromosomen und in ihrer Struktur. Daher kann die Struktur des Karyotyps ein taxonomisches (systematisches) Merkmal sein, das zunehmend in der Taxonomie von Tieren und Pflanzen verwendet wird.

Die graphische Darstellung eines Karyotyps heißt Idiogramm.

Die Anzahl der Chromosomen in reifen Keimzellen wird genannt haploid (bezeichnet mit n ). Somatische Zellen enthalten die doppelte Anzahl an Chromosomen diploide Menge (2 n ). Zellen mit mehr als zwei Chromosomensätzen werden genannt polyploid (3n, 4n, 8n usw.).

Der diploide Satz enthält gepaarte Chromosomen, die in Form, Struktur und Größe identisch sind, aber einen unterschiedlichen Ursprung haben (eines mütterlich, das andere väterlich). Sie werden gerufen homolog.

Bei vielen höher diploiden Tieren gibt es ein oder zwei ungepaarte Chromosomen im diploiden Satz, die sich bei Männchen und Weibchen dadurch unterscheiden genital Chromosomen. Der Rest der Chromosomen heißt Autosomen . Es werden Fälle beschrieben, in denen das Männchen nur ein Geschlechtschromosom und das Weibchen zwei hat.

In vielen Fischen, Säugetieren (einschließlich Menschen), einigen Amphibien (Frösche der Gattung Rana ), Insekten (Käfer, Diptera, Orthoptera), wird das große Chromosom mit dem Buchstaben X und das kleine mit dem Buchstaben U bezeichnet. Bei diesen Tieren wird im Karyotyp des Weibchens das letzte Paar durch zwei XX-Chromosomen dargestellt, und in den männlichen XY-Chromosomen.

Vögel, Reptilien, bestimmte Typen Fische, einige Amphibien (Schwanzamphibien), Schmetterlinge, das männliche Geschlecht hat die gleichen Geschlechtschromosomen ( WW -Chromosomen) und weiblich verschieden ( WZ-Chromosomen).

Bei vielen Tieren und Menschen, in den Zellen weiblicher Individuen, funktioniert eines der beiden Geschlechtschromosomen nicht und verbleibt daher vollständig in einem spiralisierten Zustand (Heterochromatin). Es wird im Interphasekern in Form eines Klumpens gefundenGeschlechtschromatinan der inneren Kernmembran. Die Geschlechtschromosomen im männlichen Körper funktionieren lebenslang. Wenn Geschlechtschromatin in den Kernen der Zellen des männlichen Körpers gefunden wird, bedeutet dies, dass er ein zusätzliches X-Chromosom hat (XXY-Kleinfelter-Krankheit). Dies kann als Folge einer gestörten Spermatogenese oder Oogenese auftreten. Die Untersuchung des Gehalts an Geschlechtschromatin in Interphasekernen wird in der Medizin häufig zur Diagnose von menschlichen Chromosomenerkrankungen verwendet, die durch ein Ungleichgewicht der Geschlechtschromosomen verursacht werden.

Veränderungen des Karyotyps

Änderungen des Karyotyps können mit einer Änderung der Chromosomenzahl oder mit einer Änderung ihrer Struktur einhergehen.

quantitative Veränderungen Karyotyp: 1) Polyploidie; 2) Aneuploidie.

Polyploidie Dies ist eine mehrfache Erhöhung der Chromosomenzahl im Vergleich zu haploiden. Dadurch werden statt gewöhnlicher diploider Zellen (2 N ) sind zum Beispiel triploid (3 N ), tetraploid (4 N ), oktaploid (8 N ) Zellen. So enthalten in einer Zwiebel die diploiden Zellen 16 Chromosomen, die triploiden Zellen 24 Chromosomen, die tetraploiden Zellen 32 Chromosomen. Polyploide Zellen sind anders große Größen und erhöhte Resilienz.

Polyploidie ist in der Natur weit verbreitet, insbesondere bei Pflanzen, von denen viele Arten durch mehrfache Verdopplung der Chromosomenzahl entstanden sind. Die meisten Kulturpflanzen, wie Weichweizen, mehrzeilige Gerste, Kartoffeln, Baumwolle, die meisten Früchte u Zierpflanzen, sind natürlich vorkommende Polyploide.

Experimentell werden polyploide Zellen am leichtesten durch Einwirkung eines Alkaloids erhalten. Colchicin oder andere Substanzen, die die Mitose stören. Colchicin zerstört die Teilungsspindel, wodurch bereits verdoppelte Chromosomen in der Äquatorebene verbleiben und nicht zu den Polen hin auseinanderlaufen. Nach Beendigung der Wirkung von Colchicin bilden die Chromosomen einen gemeinsamen Kern, der jedoch bereits größer (polyploid) ist. Bei nachfolgenden Teilungen werden sich die Chromosomen erneut verdoppeln und zu den Polen hin auseinandergehen, aber es bleibt eine doppelte Anzahl von ihnen übrig. Künstlich gewonnene Polyploide sind in der Pflanzenzüchtung weit verbreitet. Sorten von triploiden Zuckerrüben, tetraploiden Roggen, Buchweizen und anderen Feldfrüchten wurden geschaffen.

Bei Tieren ist eine vollständige Polyploidie sehr selten. Beispielsweise lebt eine der Froscharten in den Bergen Tibets, deren Population in den Ebenen einen diploiden Chromosomensatz aufweist, und die Hochgebirgspopulationen sind triploide oder sogar tetraploide.

Beim Menschen führt Polyploidie zu stark negativen Folgen. Die Geburt von Kindern mit Polyploidie ist äußerst selten. Normalerweise tritt der Tod des Organismus im embryonalen Entwicklungsstadium auf (etwa 22,6 % aller spontanen Aborte sind auf Polyploidie zurückzuführen). Es ist zu beachten, dass Triploidie dreimal häufiger auftritt als Tetraploidie. Wenn Kinder mit Triploidie-Syndrom noch geboren werden, haben sie Anomalien in der Entwicklung von Äußerem und innere Organe, sind praktisch nicht lebensfähig und sterben in den ersten Tagen nach der Geburt.

Somatische Polyploidie ist häufiger. So werden in menschlichen Leberzellen mit zunehmendem Alter die sich teilenden Zellen immer weniger, aber die Anzahl der Zellen mit einem großen Kern oder zwei Kernen nimmt zu. Die Bestimmung der DNA-Menge in solchen Zellen zeigt deutlich, dass sie polyploid geworden sind.

Aneuploidie Dies ist eine Zunahme oder Abnahme der Chromosomenzahl, kein Vielfaches der Haploiden. Aneuploide Organismen, d. h. Organismen, bei denen alle Zellen aneuploide Chromosomensätze enthalten, sind normalerweise steril oder nicht lebensfähig. Betrachten Sie als Beispiel für Aneuploidie einige menschliche Chromosomenerkrankungen. Kleinfelter-Syndrom: In den Zellen des männlichen Körpers befindet sich ein zusätzliches X-Chromosom, das zu einer allgemeinen körperlichen Unterentwicklung des Körpers, insbesondere seines Fortpflanzungssystems, und zu psychischen Anomalien führt. Down-Syndrom: Ein zusätzliches Chromosom ist in 21 Paaren enthalten, was zu geistiger Behinderung und Anomalien der inneren Organe führt; Die Krankheit wird von einigen äußeren Anzeichen von Demenz begleitet und tritt bei Männern und Frauen auf. Das Turner-Syndrom wird durch das Fehlen eines X-Chromosoms in den Zellen des weiblichen Körpers verursacht; manifestiert sich in der Unterentwicklung des Fortpflanzungssystems, Unfruchtbarkeit, Äußere Zeichen Demenz. Bei einem Mangel an einem X-Chromosom in den Zellen des männlichen Körpers, Tod im embryonalen Stadium.

Aneuploide Zellen entstehen in einem vielzelligen Organismus ständig als Folge einer Verletzung des normalen Ablaufs der Zellteilung. In der Regel sterben solche Zellen schnell ab, unter bestimmten pathologischen Bedingungen des Körpers vermehren sie sich jedoch erfolgreich. Ein hoher Anteil an aneuploiden Zellen ist beispielsweise charakteristisch für viele bösartige Tumore bei Mensch und Tier.

Strukturelle Veränderungen im Karyotyp.Chromosomale Umlagerungen oder Chromosomenaberrationen resultieren aus einzelnen oder mehreren Brüchen in Chromosomen oder Chromatiden. Fragmente von Chromosomen an Bruchstellen können sich miteinander oder mit Fragmenten anderer Chromosomen des Satzes verbinden. Chromosomenaberrationen sind von den folgenden Typen. Streichung ist der Verlust des mittleren Abschnitts des Chromosoms. Difishencia ist die Ablösung des Endabschnitts des Chromosoms. Umkehrung Trennung eines Chromosomensegments, wodurch es um 180 Grad gedreht wird 0 und Bindung an dasselbe Chromosom; dies stört die Reihenfolge der Nukleotide. Vervielfältigung Ablösung eines Chromosomenabschnitts und Anheftung an ein homologes Chromosom. Translokation Ablösung eines Segments eines Chromosoms und Anheftung an ein nicht-homologes Chromosom.

Als Ergebnis solcher Umlagerungen können dizentrische und azentrische Chromosomen gebildet werden. Große Deletionen, Teilungen und Translokationen verändern die Morphologie von Chromosomen dramatisch und sind unter dem Mikroskop deutlich sichtbar. Kleine Deletionen und Translokationen sowie Inversionen werden durch eine Änderung in der Vererbung von Genen, die in den von der Umlagerung betroffenen Chromosomenregionen lokalisiert sind, und durch eine Änderung im Verhalten von Chromosomen während der Bildung von Gameten nachgewiesen.

Strukturelle Veränderungen im Karyotyp führen immer zu negativen Folgen. Beispielsweise wird das „Katzenschrei“-Syndrom durch eine chromosomale Mutation (Mangel) im 5. Chromosomenpaar beim Menschen verursacht; äußert sich in der abnormen Entwicklung des Kehlkopfes, die in der frühen Kindheit ein „Miau“ anstelle eines normalen Schreis mit sich bringt, eine Verzögerung in der körperlichen und geistigen Entwicklung.

Chromosomenreduktion

Die Verdoppelung (Reduplikation) von Chromosomen basiert auf dem Prozess der DNA-Reduktion, d.h. der Prozess der Selbstreproduktion von Makromolekülen von Nukleinsäuren, der die exakte Kopie der genetischen Information und ihre Weitergabe von Generation zu Generation gewährleistet. Die DNA-Synthese beginnt mit der Trennung von Strängen, von denen jeder als Matrize für die Synthese eines Tochterstrangs dient. Die Produkte der Reduplikation sind zwei Tochter-DNA-Moleküle, die jeweils aus einem Eltern- und einem Kindstrang bestehen. Einen wichtigen Platz unter den Reduktionsenzymen nimmt die DNA-Polymerase ein, die die Synthese mit einer Geschwindigkeit von etwa 1000 Nukleotiden pro Sekunde (in Bakterien) leitet. Die DNA-Reduktion ist halbkonservativ, d.h. während der Synthese zweier Tochter-DNA-Moleküle enthält jedes von ihnen einen "alten" und einen "neuen" Strang (diese Methode der Verdopplung wurde 1953 von Watson und Crick bewiesen). Fragmente, die während der Reduplikation auf demselben Strang synthetisiert werden, werden durch das Enzym DNA-Ligase „vernetzt“.

An der Reduplikation sind Proteine ​​beteiligt, die die Doppelhelix der DNA aufwickeln, die unverdrillten Abschnitte stabilisieren und eine molekulare Verschränkung verhindern.

Die DNA-Reduktion in Eukaryoten erfolgt langsamer (etwa 100 Nukleotide pro Sekunde), aber gleichzeitig an vielen Stellen in einem DNA-Molekül.

Da die Proteinsynthese gleichzeitig mit der DNA-Replikation erfolgt, können wir von einer Chromosomenreduktion sprechen. Studien, die bereits in den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts durchgeführt wurden, zeigten, dass die Chromosomen von Organismen unabhängig davon sind, wie viele in Längsrichtung angeordnete DNA-Stränge sie enthalten verschiedene Typen verhalten sich die Chromosomen während der Zellteilung so, als bestünden sie aus zwei sich gleichzeitig verdoppelnden Untereinheiten. Nach der in der Interphase stattfindenden Reduplikation ist jedes Chromosom doppelt vorhanden und schon vor Beginn der Teilung in der Zelle ist alles bereit für eine gleichmäßige Chromosomenverteilung zwischen den Tochterzellen. Wenn nach der Reduplikation keine Teilung erfolgt, wird die Zelle polyploid. Während der Bildung von Polytänchromosomen werden Chromoneme repliziert, divergieren jedoch nicht, was zu riesigen Chromosomen mit einer großen Anzahl von Chromonemen führt.

Gene enthalten. Der Name "Chromosom" kommt von den griechischen Wörtern (chrōma - Farbe, Farbe und sōma - Körper) und ist darauf zurückzuführen, dass sie während der Zellteilung in Gegenwart basischer Farbstoffe (z. B. Anilin) ​​intensiv gefärbt werden.

Viele Wissenschaftler haben sich seit Anfang des 20. Jahrhunderts mit der Frage beschäftigt: „Wie viele Chromosomen hat ein Mensch?“. Bis 1955 waren also alle "Geiste der Menschheit" davon überzeugt, dass die Anzahl der Chromosomen in einem Menschen 48 beträgt, d. H. 24 Paare. Der Grund dafür war, dass Theophilus Painter (ein texanischer Wissenschaftler) sie per Gerichtsbeschluss (1921) fälschlicherweise in präparativen Schnitten menschlicher Hoden zählte. In Zukunft kamen auch andere Wissenschaftler mit anderen Zählmethoden zu dieser Meinung. Selbst nachdem sie eine Methode zur Trennung von Chromosomen entwickelt hatten, stellten die Forscher Painters Ergebnis nicht in Frage. Der Fehler wurde 1955 von den Wissenschaftlern Albert Levan und Jo-Hin Tjo entdeckt, die genau berechneten, wie viele Chromosomenpaare ein Mensch hat, nämlich 23 (mehr als Moderne Technologie).

Körper- und Keimzellen enthalten in biologischen Arten einen anderen Chromosomensatz, was nicht gesagt werden kann morphologische Merkmale Chromosomen, die dauerhaft sind. haben einen doppelten (diploiden Satz), der in Paare identischer (homologer) Chromosomen unterteilt ist, die sich in Morphologie (Struktur) und Größe ähneln. Ein Teil ist immer väterlich, der andere mütterlich. Menschliche Keimzellen (Gameten) werden durch einen haploiden (einzelnen) Chromosomensatz repräsentiert. Wenn ein Ei befruchtet wird, vereinigen sie sich in einem Kern der Zygote aus haploiden Sätzen weiblicher und männlicher Gameten. Dadurch wird der doppelte Satz wiederhergestellt. Es ist möglich, genau zu sagen, wie viele Chromosomen eine Person hat – es gibt 46 davon, während 22 Paare davon Autosomen und ein Paar Geschlechtschromosomen (Gonosomen) sind. Sexuelle Unterschiede haben sowohl morphologische als auch strukturelle (Zusammensetzung der Gene). Bei einem weiblichen Organismus enthält ein Gonosomenpaar zwei X-Chromosomen (XX-Paar) und bei einem männlichen Organismus ein X- und ein Y-Chromosom (XY-Paar).

Morphologisch verändern sich Chromosomen während der Zellteilung, wenn sie sich verdoppeln (mit Ausnahme von Keimzellen, bei denen keine Verdoppelung stattfindet). Dies wird viele Male wiederholt, aber es wird keine Veränderung des Chromosomensatzes beobachtet. Chromosomen sind am deutlichsten in einem der Stadien der Zellteilung (Metaphase). In dieser Phase werden die Chromosomen durch zwei in Längsrichtung gespaltene Formationen (Schwesterchromatiden) dargestellt, die sich im Bereich der sogenannten Primärverengung, des Zentromers (ein obligatorisches Element des Chromosoms), verengen und vereinigen. Telomere sind die Enden eines Chromosoms. Strukturell werden menschliche Chromosomen durch DNA (Desoxyribonukleinsäure) dargestellt, die die Gene kodiert, aus denen sie bestehen. Gene wiederum enthalten Informationen über ein bestimmtes Merkmal.

Wie viele Chromosomen ein Mensch hat, hängt von seiner individuellen Entwicklung ab. Es gibt Konzepte wie: Aneuploidie (Änderung der Anzahl einzelner Chromosomen) und Polyploidie (die Anzahl der haploiden Sätze ist mehr als diploid). Letzteres kann verschiedener Art sein: der Verlust eines homologen Chromosoms (Monosomie) oder das Aussehen (Trisomie - eins extra, Tetrasomie - zwei extra usw.). All dies ist eine Folge von genomischen und chromosomalen Mutationen, die zu pathologischen Zuständen wie Klinefelter, Shereshevsky-Turner-Syndrom und anderen Krankheiten führen können.

So gab erst das zwanzigste Jahrhundert Antworten auf alle Fragen, und jetzt weiß jeder gebildete Bewohner des Planeten Erde, wie viele Chromosomen ein Mensch hat. Von der Zusammensetzung des 23. Chromosomenpaares (XX oder XY) hängt das Geschlecht des ungeborenen Kindes ab, das bei der Befruchtung und Verschmelzung der weiblichen und männlichen Geschlechtszellen bestimmt wird.

Die Genetik ist eine Wissenschaft, die die Gesetze der Vererbung und Variabilität aller Lebewesen untersucht. Es ist diese Wissenschaft, die uns Wissen über die Anzahl der Chromosomen in verschiedenen Arten von Organismen, die Größe der Chromosomen, die Lage der Gene darauf und die Vererbung von Genen vermittelt. Die Genetik untersucht auch Mutationen, die während der Bildung neuer Zellen auftreten.

Chromosomensatz

Jeder lebende Organismus (die einzigen Ausnahmen sind Bakterien) hat Chromosomen. Sie befinden sich in einer bestimmten Menge in jeder Zelle des Körpers. In allen somatischen Zellen wiederholen sich Chromosomen je nach Art des Tieres oder des pflanzlichen Organismus zwei-, dreimal oder öfter. In Keimzellen ist der Chromosomensatz haploid, also einfach. Dies ist notwendig, damit bei der Verschmelzung zweier Keimzellen der richtige Gensatz für den Körper wiederhergestellt wird. Aber auch im haploiden Chromosomensatz sind die Gene konzentriert, die für die Organisation des gesamten Organismus verantwortlich sind. Einige von ihnen erscheinen möglicherweise nicht in den Nachkommen, wenn die zweite Keimzelle mehr enthält starke Zeichen.

Wie viele Chromosomen hat eine Katze?

Die Antwort auf diese Frage finden Sie in diesem Abschnitt. Jede Art von Organismus, ob Pflanze oder Tier, enthält einen bestimmten Chromosomensatz. Die Chromosomen einer Lebewesenart haben eine bestimmte Länge des DNA-Moleküls, einen bestimmten Satz von Genen. Jede solche Struktur hat ihre eigene Größe.

Und Hunde sind unsere Haustiere? Ein Hund hat 78 Chromosomen. Kann man mit dieser Zahl erraten, wie viele Chromosomen eine Katze hat? Es ist unmöglich zu erraten. Weil es keinen Zusammenhang zwischen der Anzahl der Chromosomen und der Komplexität der Organisation des Tieres gibt. Wie viele Chromosomen hat eine Katze? Es gibt 38 von ihnen.

Unterschiede in der Chromosomengröße

Ein DNA-Molekül, auf dem sich die gleiche Anzahl von Genen befindet, kann in verschiedenen Arten vorhanden sein unterschiedliche Länge.

Außerdem sind die Chromosomen selbst unterschiedlich groß. Eine Informationsstruktur kann ein langes oder sehr kurzes DNA-Molekül enthalten. Chromosomen sind jedoch nicht zu klein. Dies liegt daran, dass beim Auseinanderlaufen der Tochterstrukturen ein gewisses Gewicht der Substanz notwendig ist, da sonst das Auseinanderlaufen selbst nicht eintritt.

Die Anzahl der Chromosomen bei verschiedenen Tieren

Wie oben erwähnt, besteht kein Zusammenhang zwischen der Anzahl der Chromosomen und der Komplexität der Organisation des Tieres, da diese Strukturen eine unterschiedliche Größe haben.

Wie viele Chromosomen eine Katze hat, die gleiche Anzahl anderer Katzen: ein Tiger, ein Jaguar, ein Leopard, ein Puma und andere Vertreter dieser Familie. Viele Caniden haben 78 Chromosomen. Soviel zum Haushuhn. Das Hauspferd hat 64 und das Przewalski-Pferd 76.

Der Mensch hat 46 Chromosomen. Der Gorilla und der Schimpanse haben 48, während der Makak 42 hat.

Ein Frosch hat 26 Chromosomen. In der somatischen Zelle einer Taube gibt es nur 16. Und in einem Igel - 96. In einer Kuh - 120. In einer Neunauge - 174.

Als nächstes präsentieren wir Daten über die Anzahl der Chromosomen in den Zellen einiger wirbelloser Tiere. Die Ameise hat wie der Spulwurm nur 2 Chromosomen in jeder Körperzelle. Eine Biene hat 16 davon, ein Schmetterling hat 380 solcher Strukturen pro Zelle und Radiolarien haben etwa 1600.

Tierdaten zeigen unterschiedliche Chromosomenzahlen. Es muss hinzugefügt werden, dass Drosophila, die Genetiker im Verlauf genetischer Experimente verwenden, 8 Chromosomen in somatischen Zellen hat.

Die Anzahl der Chromosomen in verschiedenen Pflanzen

Pflanzenwelt ist auch in der Anzahl dieser Strukturen äußerst vielfältig. Erbsen und Klee haben also jeweils 14 Chromosomen. Zwiebel - 16. Birke - 84. Schachtelhalm - 216 und Farn um 1200.

Unterschiede zwischen Männchen und Weibchen

Männchen und Weibchen unterscheiden sich auf genetischer Ebene nur in einem Chromosom. Bei Frauen sieht diese Struktur wie der russische Buchstabe „X“ und bei Männern wie „Y“ aus. Bei manchen Tierarten haben die Weibchen ein „Y“-Chromosom und die Männchen ein „X“.

Merkmale, die auf solchen nicht-homologen Chromosomen gefunden werden, werden vom Vater auf den Sohn und von der Mutter auf die Tochter vererbt. Die Information, die auf dem „Y“-Chromosom fixiert ist, kann nicht auf ein Mädchen übertragen werden, da eine Person mit dieser Struktur zwangsläufig männlich ist.

Gleiches gilt für Tiere: Sehen wir eine Tricolor-Katze, können wir mit Sicherheit sagen, dass wir ein Weibchen vor uns haben.

Denn nur das X-Chromosom, das den Weibchen gehört, trägt das entsprechende Gen. Diese Struktur ist das 19. im haploiden Satz, dh in Keimzellen, wo die Anzahl der Chromosomen immer zweimal geringer ist als in somatischen.

Die Arbeit der Züchter

Züchter kennen die Struktur des Apparats, der Informationen über den Körper speichert, sowie die Gesetze der Vererbung von Genen und die Merkmale ihrer Manifestation und züchten neue Pflanzensorten.

Wildweizen hat oft einen diploiden Chromosomensatz. Es gibt nicht viele Wildvertreter, die einen tetraploiden Satz haben. Kultursorten enthalten oft tetraploide und sogar hexaploide Strukturen in ihren somatischen Zellen. Dadurch werden Ertrag, Witterungsbeständigkeit und Kornqualität verbessert.

Genetik ist eine interessante Wissenschaft. Das Gerät des Apparates, der Informationen über die Struktur des gesamten Organismus enthält, ist bei allen Lebewesen ähnlich. Jede Art von Kreatur hat jedoch ihre eigenen genetischen Eigenschaften. Eines der Merkmale einer Art ist die Anzahl der Chromosomen. In Organismen der gleichen Art gibt es immer eine gewisse konstante Menge davon.