Гетерохроматин и эухроматин

В 1928 году при исследовании хроматина биологом Хейтцем было обнаружено, что некоторые участки хромосом сохраняют свою спирализацию и интенсивное окрашивание и в интерфазных клетках. Он предложил назвать эти участки гетерохроматином. Позже было показано, что в этих местах хромосомы практически не содержат генетической информации, отвечающей за образование белков. Выделяют два класса гетерохроматина: структурный и факультативный.

Структурный гетерохроматин обнаруживается вокруг центромер всех 46 хромосом. Он участвует в стабилизации структуры хроматина и имеет защитные функции. В этой области хромосом практически нет генетических структур, определяющих синтез белка.

Факультативный гетерохроматин выявляется не во всех клетках. Он представляет собой спирализованные Х-хромосомы. В женском организме, содержащем в норме две Х-хромосомы, одна из них остается плотно упакованной, инактивированной и в интерфазных клетках, проявляя свойство гетерохроматина.

Если в организме имеется только одна Х-хромосома, то факультативный гетерохроматин в нем отсутствует. В норме он обнаруживается у женщин, а у мужчин его нет. Причина формирования факультативного гетерохроматина у человека установлена в 1961 году М. Лайон. Было доказано существование эволюционно сформировавшегося механизма исключения из активной деятельности второй дозы генов, расположенных в Х-хромосоме. В результате, несмотря на отсутствие значительного количества генетического материала из-за малых размеров Y-хромосомы, мужской и женский организм уравновешиваются по количеству функционирующих генов.

Гетерохроматин Y-хромосомы и факультативный называют половым хроматином. Его часто используют для исследования половых хромосом. Число телец факультативного гетерохроматина всегда на одну единицу меньше количества Х-хромосом, Y-гетерохроматин указывает на наличие в этом организме Y-хромосомы.

Весь другой хроматин клеточного ядра называется эухроматином. Он состоит из деспирализованных нитей. Эухроматин содержит основную часть наследственной информации, определяющей признаки организма.

В митозе выделяют несколько фаз: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

1. Профаза – в начале ядро клетки хорошо видно под световым микроскопом. Хромосомы спирализуются и укорачиваются и из длинных и тонких становятся толстыми и короткими. Ядерная оболочка расплавляется, ядрышко исчезает, а центриоли расходятся к полюсам клетки, формируется ахроматиновое веретено. Хромосомы свободно лежат в цитоплазме.

2. Метафаза – хромосомы направляются к экватору клетки. Их центромеры расположены в одной плоскости. К ним прикрепляются нити веретена деления. К концу фазы можно сосчитать количество хромосом (хорошо видно, что они состоят их двух хроматид).

3. Анафаза – за счет сократительного белка миофибрилла происходит растягивание хроматид к разным полюсам клетки. Хроматиды уже выполняют функцию хромосом.

4. Телофаза – формируется ядро. Хромосомы деспирализуются. Они вновь видны под световым микроскопом тонкими и нитевидными. Происходит разделение цитоплазмы и образование оболочек двух дочерних клеток.

Значение митоза: Соматические клетки делятся митозом, в результате дочерние клетки получают абсолютно идентичный с материнским генетический материал. За счет митоза происходит рост организма, обновление и регенерация тканей и органов.

Мейоз состоит из двух последовательных делений ядра, которые приводят к образованию половых клеток – гамет. Хотя во время мейоза клетка делится дважды, хромосомы удваиваются только один раз. В результате такого процесса обеспечивается редукция (уменьшение) числа хромосом в гамете вдвое по сравнению с исходной клеткой, т.е. от диплоидного набора (46 у человека) – до гаплоидного (23 у человека). Тогда при слиянии двух половых клеток новый организм обретет вновь диплоидное число хромосом.

Интерфаза, предшествующая мейозу, аналогична митотической и включает удвоение хромосом в S-периоде. В свою очередь каждое из двух делений мейоза содержит четыре стадии: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Первое деление мейоза (мейоз I) начинаетя с профазы I. В свою очередь в профазе I выделяют пять подстадий: лептотену, зиготену, пахитену, диплотену и диакинез.

Во время метафазы I хромосомы располагаются в экваториальной области. Нити веретена деления прикрепляются к центромерам каждого бивалента. Гомологичные хромосомы отделяются друг от друга и растягиваются к разным полюсам, но на концах хроматид еще сохраняются хиазмы.

Анафаза I характеризуется окончательным разделением гомологичных хромосом. Их центромеры растягиваются веретеном деления к разным полюсам клетки, увлекая за собой по паре хроматид.

После завершения перемещения хромосом к полюсам начинается телофаза I. В этот период образуются ядерные оболочки вокруг вновь сформировавшихся наборов хромосом, и клетка делится на две части. Образуются новые клетки.

Между двумя делениями мейоза может быть короткая интерфаза. Иногда её нет совсем. Главная особенность этой интерфазы состоит в том, что она не сопровождается удвоением генетического материала.

К началу второго деления мейоза (мейоз II) хромосомы уже удвоены, состоят из двух хроматид, соединенных в области центромеры. При этом каждая клетка содержит гаплоидный набор хромосом.

Профаза II обычная короткая и сопровождается разрушением оболочек ядер и образованием ахроматинового веретена.

Интерфазу и профазу II иногда объединяют названием интеркинез.

Во время метафазы II хромосомы прикрепляются к нитям веретена деления в области центромеры.

Анафаза II характеризуется разделением центромер каждой хромосомы, хроматиды отделяются друг от друга и растягиваются к разным полюсам клетки, превращаясь, таким образом, в хромосомы.

Телофаза II завершается образованием четырёх клеток из двух предшествующих. Каждая из вновь образовавшихся клеток содержит гаплоидный набор хромосом, структура которых состоит только из одной хроматиды.

Значение мейоза заключается в том, что этот процесс обеспечивает постоянство числа хромосом в ряду поколений размножающихся половым путем организмов. При данном типе размножения для формирования нового организма необходимо оплодотворение, т.е. слияние двух половых клеток.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: