Диплоидный набор хромосом имеют клетки кишечной палочки
§ 6. Строение и число хромосом
Благодаря митозу во всех клетках одноклеточных и многоклеточных организмов поддерживается постоянный набор хромосом.
В норме все хромосомы клеток тела эукариот парны, имеют своего гомолога и составляют двойной, или диплоидный, набор (2n) (см. рис. 32). Только в зрелых половых клетках имеется лишь один, гаплоидный, набор (1n). Некоторые клетки (и целые организмы в клетках своего тела) содержат увеличенный более чем вдвое гаплоидный набор. Такие клетки или организмы называются полиплоидными (3n, 4n, 5n и т. д.) (см. рис. 32). Диплоидный набор хромосом в клетках тела человека – 46, в клетках других приматов равен в среднем 48. Он колеблется внутри класса млекопитающих от 6 у мелкого азиатского оленя мунтжака до 84 у носорога. У серого хомячка 2n равно 22, у кошки – 38, у овцы – 54, у коровы – 60, у различных непарнокопытных – от 32 до 66, у шимпанзе – 48.
Число хромосом в клетках тела аскариды составляет 4, гидры – 12, щуки – 18, тритона и лягушки – 24. В природе встречаются животные с большим числом хромосом; например, у речного рака их 116, а у одного из видов морских одноклеточных – радиолярий – достигает рекордной цифры – 1600. Разнообразно число хромосом и у растений: у некоторых сложноцветных их 4, у лука – 16, у кукурузы – 20, у различных пшениц – 14, 28, 42, у земляники садовой – 56 и т. д.
Рис. 10. Тонкое строение хромосом (схема). I – внешний вид: 1 – метацентрическая; 2 – субметацентрическая; 3 – акроцентрическая; 4 – хромосома со спутником; р – короткое плечо; q – длинное плечо хромосомы. II – внутреннее строение: а – центромера (первичная перетяжка); б – вторичная перетяжка; в – сателлит (спутник); г – хромонема
Хромосомы (рис. 10) состоят из двух половин, называемых хроматидами, каждая из которых содержит в своем составе тонкие нити – хромонемы (от греч. нема – нить). Они состоят из дезоксирибонуклеопротеида (ДНП) и включают около 40% ДНК и 60% белка. Хроматиды соединены маленькими тельцами в форме точек или зернышек, называемых хромоцентрами, или центромерами.
Совокупность хромосом, содержащих единицы наследственности – гены, называют геномом. Геном прокариот отличается от генома эукариот более низким содержанием ДНК и относительно более простой регуляцией активности генов (см. главу I, §4). У прокариот, например у кишечной палочки (Esherichia coli), геном представлен всего одной гаплоидной кольцевой нитью ДНК (генофорой), содержащей в тысячу раз меньше ДНК, чем в гаплоидном наборе клетки человека (рис. 11).
Рис. 11. Хромосомы человека (схема гаплоидного набора). 1-22 – аутосомы; X и Y – атллосомы. Латинскими буквами обозначены группы хромосом
Строение хромосом особенно хорошо можно рассмотреть при делении клетки, во время метафазы. В парных (гомологичных) хромосомах центромеры имеют определенные размеры и последовательность расположения. В зависимости от места нахождения центромеры и определяемой этим длины плеча хромосомы бывают нескольких типов.
Метацентрический тип – центромеры в центре хромосомы, оба плеча хромосомы равны (см. рис. 10, I, 1).
Субметацентрический тип – центромера ближе к одному из концов хромосомы, имеющий форму крючка, плечи хромосомы имеют разную длину: короткое р и длинное q (см. рис. 10, I, 2).
Акроцентрический тип – центромера занимает место на конце палочковидной хромосомы (см. рис. 10, I, 3).
Рис. 12. Дрозофила (Drosophila melanogaster) и ее кариотипы. ♂ – самец; ♀ – самка
Место расположения центромеры называется первичной перетяжкой хромосомы. Встречаются хромосомы и со вторичной перетяжкой. Если вторичная перетяжка достаточно глубока и длинна, то ее участок, отделенный вторичной перетяжкой, называется спутником, или сателлитом (см. рис. 10, I, 4). Так, из 8 хромосом (2n) дрозофилы (Drosophila melanogaster) две пары мета центрического типа, одна пара в виде маленьких шариков, половые Х – хромосомы субметацентрического, а Y – хромосомы акроцентрического типа (рис. 12). В табл. 3 показано нормальное распределение хромосом, а на рис. 13 – нормальные кариограммы человека.
Таблица 3. Нормальный набор хромосом человека
Однако под влиянием различных факторов число и форма хромосом могут изменяться. Например, под воздействием низких и высоких температур хромосомы укорачиваются или удлиняются; ионизирующее излучение вызывает распад хромосом на отдельные участки (фрагментация) и их выпадение из набора.
Изучением кариотипов, особенностей строения и числа хромосом занимается одно из направлений генетики – цитогенетика. Кариотипы рассматривают на стадии метафазы, когда хромосомы располагаются в одной плоскости (метафазная пластинка) (см. рис. 9). Однако изучение кариотипов – не простое дело: число хромосом в клетках человека относительно велико, в метафазной пластинке нередко одна хромосома ложится на другую. Современные методы цитогенетического анализа позволяют диагностировать ряд наследственных заболеваний, связанных с врожденным, лучевым или другими нарушениями структуры и числа хромосом. Для подсчета числа хромосом могут быть использованы различные клетки: кожи, костного мозга, но чаще крови – лейкоциты (лимфоциты).
Берут небольшое количество крови. Эту кровь можно хранить несколько дней (в течение недели) в холодильнике или транспортировать специальными лабораториями (“хросомы – почтой”).
Рис. 13. Нормальные кариограммы женщины (I) и мужчины (II)
Лейкоциты выделяют путем осаждения эритроцитов, их центрифугирования или с помощью 10% раствора желатины. В стерильных боксах лейкоциты помещают в культуру тканей, в специальную среду с большим числом (около 50) ингредиентов. Среди них необходим особый белок растительного происхождения – фитогемагглютинин, добываемый из фасоли, стимулирующий рост лимфоцитов. Затем в специальных флаконах культуру помещают в термостат при температуре 37°С на 3 дня. Некоторые клетки в культуре начинают делиться. За 60 мин до фиксации в клетку вводят слабый раствор алколоида колхицина (добываемого из цветкового растения безвременника осеннего – Colchicum autumnale L.) (рис. 14), разрушающего ахроматические фигуры митоза (тянущие нити веретена) и задерживающего таким образом деление. Из раствора колхицина культуру на несколько минут помещают в гипотонический раствор, где клетки и хромосомы набухают (в силу разности осмотического давления), затем фиксируют. Клетки переносят на предметное стекло и окрашивают ядерными красителями ацетоорсеином, по Романовскому – Гимзе или по Фельгену.
Рис. 14. Безвременник осенний (Colchicum autumnale L.)
Окрашенную культуру, закрытую покровным стеклом, осторожно раздавливают, фотографируют. Из увеличенной микрофотографии аккуратно вырезают все хромосомы, раскладывают согласно строению их и величине, приготовляют кариограмму (см. рис. 13).
Женский организм человека имеет кариотип
44 аутосомы + XY
44 аутосомы + XX
Какие органоиды участвуют в упаковке и выносе синтезированных в клетке веществ?
Диплоидный набор хромосом имеют
клетки эпидермиса листьев берёзы
клетки кишечника трески
женские гаметы цветковых растений
мужские гаметы кошки
нервные клетки обезьяны
По каким признакам строения можно отличить бактериальную клетку от растительной? Назовите не менее трёх признаков.
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.
К эукариотам относят клетки
Молекулы какого вещества являются посредниками в передаче информации о первичной структуре белка из ядра к рибосоме?
В результате какого процесса созревают половые клетки у животных?
Какие вещества выполняют в организме функции биокатализаторов?
Где синтезируется рРНК?
на поверхности ЭПС
в клеточном центре
Молекулы кислорода в процессе фотосинтеза образуются за счёт разложения молекул
Какие процессы происходят в профазе первого деления мейоза?
образование двух ядер
расхождение гомологичных хромосом
образование метафазной пластинки
сближение гомологичных хромосом
обмен участками гомологичных хромосом
Установите соответствие между особенностью деления клетки и способом деления, для которого она характерна.
образуются две диплоидные дочерние клетки
обеспечивает созревание гамет у животных
сохраняет постоянство числа хромосом в клетках
происходит перекомбинация генов в хромосомах
служит способом бесполого размножения простейших
Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент цепи ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦГААТЦААТЦГГААТ. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
Кишечная палочка – это бактерия, которая может причинить вред вашему здоровью. Если вы узнаете о способах уничтожения и профилактики кишечной палочки, вы сможете снизить риск заражения и не допустить ее распространения.
Кишечная палочка: симптомы
Кишечная палочка — это палочковидная бактерия, которая обитает в кишечнике человека и имеет множество разновидностей. Большинство из них — это безвредные микроорганизмы, но есть и такие, которые влекут за собой серьезные проблемы со здоровьем. Кишечная палочка возникает из-за несоблюдения гигиены и чистоты, поэтому использование хлоросодержащих моющих средств, таких как Domestos, необходимо.
Кишечная палочка: причины
- Зараженная еда: Зараженные бактерии можно обнаружить в мясе крупного рогатого скота, включая говядину и баранину, так как бактерии кишечной палочки могут находиться в кишечнике животных. Кроме того, может быть заражена и фермерская продукция: зелень, фрукты и овощи.
- Зараженная вода: Подхватить кишечную палочку очень просто, выпив воды из зараженного источника.
Кишечная палочка передается?
Присутствие безвредных разновидностей кишечной палочки является нормой для микрофлоры кишечника человека. Такие бактерии полезны для здоровья, так как препятствуют появлению других болезнетворных бактерий в кишечнике. Однако при нарушении работы пищеварительного тракта безвредная норма кишечной палочки может увеличиться и тогда необходима консультация доктора.
К сожалению, кишечная палочка заразна и тем самым еще более опасна. Кишечная палочка передается от человека к человеку воздушно-капельным и половым путем. Помимо прямого контакта с зараженным человеком, инфекция может передаваться путем употребления некачественной еды или загрязненной воды.
Кишечная палочка: профилактика с помощью личной гигиены
Чтобы остановить распространение кишечной палочки, нужно обязательно мыть руки:
- После обращения с животными
- После любого контакта с зараженным человеком
- Перед и после приготовления еды
- После замены подгузников, грязной одежды или постельного белья
- После использования туалета
- После уборки
Кишечная палочка: профилактика дома
Теперь перейдем к домашней уборке – важной части профилактики кишечной палочки. Следуйте этим простым советам, чтобы защитить свой дом:
- Тщательно убирайте ванную комнату и туалет – пользуйтесь хлорсодержащими чистящими средствами при уборке раковин, сантехники и всех твердых поверхностей. Особое внимание стоит уделить туалету, так как он – один из основных источников распространения кишечной палочки. Использование Domestos поможет убить все вредоносные бактерии в вашем туалете и ванной. Такое чистящее средство сэкономит ваше время, а также позаботится о вашем здоровье. Однако, перед использованием любого нового средства, не забудьте его протестировать и внимательно читайте инструкцию.
- Вытирайте все ручки в доме, чтобы не допустить распространения бактерий.
- Протирайте стиральную машину после стирки грязной одежды и постельного белья.
Когда дело касается дезинфекции вашего дома, хлорсодержащие чистящие средства становятся основным способом поддержания гигиены. Многочисленные исследования не раз показывали эффективность геля Domestos, содержащего хлор, в уничтожении вредных бактерий и в борьбе по предотвращению кишечных инфекций.
Не стоит забывать и про использование туалетных блоков, которые помогут поддержать гигиеническую чистоту и предотвратить распространение бактерий. Туалетные блоки Domestos идеально встраиваются под ободок унитаза, плотно прилегая в самом критичном, с точки зрения грязи и микробов, месте.
Максимальный эффект защиты вашего туалета может быть достигнут благодаря совместному использованию чистящего геля и туалетных блоков Domestos. Результат – чистый и опрятный туалет 24/7*!
*Защита от загрязнений (благоприятной среды для микробов) 24 часа в сутки, 7 дней в неделю при использовании согласно инструкции. По результатам инструментальных тестов Unilever, Италия, 2016
Источник
Для каждого вида эукариот характерен свой кариотип. Кариотипом называется комплекс характеристик хромосомного набора соматической клетки, в который входят:
число хромосом, специфичное для данного вида;
их размеры;
положение центромеры каждой хромосомы;
рисунок дифференциального окрашивания хромосом (специальный метод окрашивания, который позволяет по рисунку чередующихся поперечных темных и светлых полос идентифицировать конкретную хромосому или ее участок).
Например, нормальный кариотип человека включает 22 пары аутосом (неполовых хромосом) и пару половых хромосом (ХХ или ХY).
Хромосомы в кариотипе различаются размерами, формой, положением центромеры, рисунком окрашивания. Каждая хромосома содержит определенный набор генов (например, гены A, B, C, D … — в хромосоме 1, гены K, L, M, N … — в хромосоме 2 и т. д.). В соответствии с этими признаками хромосомы нумеруют. Самая большая хромосома — первая, и далее чем меньше хромосома, тем больший номер она получает.
Каждая хромосома состоит в данном случае из двух сестринских хроматид. Каждая хроматида содержит 1 молекулу ДНК. 2 сестринские хроматиды — это точные копии ДНК, образовавшиеся в результате репликации. Сестринские хроматиды расходятся по дочерним клеткам в ходе митоза, поэтому хромосомы в клеточном цикле двуххроматидны от репликации до деления (в фазе цикла G2) и однохроматидны от деления до репликации (фаза G1).
Помимо этого, у диплоидного организма имеется двойной набор хромосом. У человека имеются 22 пары гомологичных хромосом, или пары гомологов (плюс пара половых хромосом, которые не гомологичны друг другу, за исключением небольшого района). Один набор хромосом человек получает от матери, другой — от отца. Объединение этих наборов происходит при оплодотворении.
При половом размножении постоянно создаются новые комбинации генов, что увеличивает генетическое разнообразие потомства и, соответственно, шансы приспособиться к меняющимся условиям среды. Создание новых комбинаций генов происходит в процессе мейоза. Мейоз имеет место в ходе образования гаплоидных клеток — спор или гамет. При этом хромосомы, доставшиеся организму от матери и отца, перестают существовать как целое — в результате кроссинговера образуются новые варианты хромосом, скомбинированные из отцовских и материнских. Таким образом, хромосомы детей, как правило, не идентичны хромосомам родителей — они содержат другие комбинации аллелей (вариантов генов).
В ходе мейоза происходит редукция хромосомного набора — образование из диплоидной клетки 4 гаплоидных клеток (n), у которых каждая хромосома представлена уже не парой гомологов, а 1 хромосомой. У человека путем мейоза образуются половые клетки (гаметы), каждая из них несет 23 хромосомы.
Диплоидность клеток в жизненном цикле восстанавливается при оплодотворении — слиянии гамет. При этом объединяются два разных хромосомных набора из двух разных геномов (генома матери и генома отца).
У других организмов соотношение диплоидной и гаплоидной фаз цикла может быть разным. Разные организмы демонстрируют большое разнообразие жизненных циклов, однако во всех них можно выделить диплоидную фазу, или диплофазу — от оплодотворения до мейоза — и гаплоидную фазу, или гаплофазу — от мейоза до следующего оплодотворения.
Например, у животных (слева) гаплоидны только гаметы, у растений (посередине) есть диплоидное поколение (спорофит) и гаплоидное поколение (гаметофит), а у многих одноклеточных преобладает гаплоидная фаза, а зигота после оплодотворения делится мейозом, в результате чего снова получаются гаплоидные клетки.
Соотношение гаплоидной и диплоидной стадии в жизненном цикле разных организмов может быть разным. Как мы уже видели, у животных единственной стадией является диплоидная, а гаплоидны только гаметы. У некоторых организмов, наоборот, единственной стадией является гаплоидная, а диплоидна только зигота, которая сразу после полового процесса вступает в мейоз. Такую ситуацию мы можем наблюдать, например, у хламидомонады. У большинства растений обе фазы представлены. У мхов привычные нам зеленые растения являются гаплоидными. На них формируются органы полового размножения: антеридии, в которых образуются сперматозоиды, и архегонии, в каждом из которых имеется одна яйцеклетка. Образующиеся гаметы после оплодотворения дают диплоидную стадию, которая развивается непосредственно на гаплоидной. Она представляет собой тонкую длинную нить с расширением на конце. Она коричневого цвета, т. к. не содержит хлорофилла, неспособна к фотосинтезу и живет за счет гаплоидной части растения. Внутри расширения, называемого коробочкой, множество клеток делится мейозом, образуя гаплоидные споры. Споры дают начало зеленым гаплоидным растениям. Таким образом, основной стадией у мхов является гаплоидная.
Основная жизненная стадия у папоротникообразных — диплоидная. На листьях папоротников или в специальных структурах у хвощей и плаунов образуются спорангии, в которых в результате мейоза формируются мелкие одноклеточные споры. Разлетаясь и попадая в подходящие условия, они дают начало гаплоидной стадии — заростку. На заростках образуются антеридии и архегонии, формируются гаметы, происходит оплодотворение, и из зиготы развивается диплоидное растение.
У семенных растений самостоятельной гаплоидной стадии не существует, она представлена группами клеток, развивающихся в специальных органах диплоидных родительских организмов. Некоторое время отдельно существует только мужской гаметофит в виде пыльцевого зерна, но в нем в это время не происходит заметных процессов жизнедеятельности. После оплодотворения из зиготы формируется новый диплоидный организм. Первые этапы его развития также проходят внутри материнского организма.
Источник