Структура и функции хромосом

Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик объяснили,
каким образом может передаваться генетическая
информация. Это происходит в три этапа:
 репликация (копирование родительской ДНК с
образованием дочерних ДНК);
 транскрипция (переписывание генетической
информации в форме РНК);
 трансляция (перевод информации с РНК на
белковую форму).



Ряд вирусов имеет одноцепочечную
молекулу ДНК, но у большинства ДНКсодержащих вирусов ДНК
двухцепочечная, и она линейна или
замкнута в кольцо.
В клеточных организмах ДНК содержится
в хромосомах.
Бактериальная хромосома содержит
гораздо большую по размерам молекулу
ДНК, также свёрнутую в кольцо.




Хромосомы эукариот представляют собой линейную
молекулу ДНК.
Эукариотическая ДНК обматывает белковые частицы –
гистоны, располагающиеся вдоль ДНК через
определённые интервалы, образуя хроматин –
волокна, из которых состоят хромосомы.
Комплексы участков ДНК и гистонов называются
нуклеосомами.
Нуклеосомы упорядочены в пространстве, за счёт чего
достигается плотная упаковка ДНК в хромосоме.

При нагревании или других экстремальных
условиях спираль ДНК расплетается, и её цепи
разделяются. Если этот процесс не дошел до
конца, то он легко обратим вспять. При полной
денатурации обратный процесс будет протекать
значительно медленнее: комплементарным
участкам цепей сначала нужно «отыскать» друг
друга, после чего две цепи сравнительно быстро
«застёгиваются» наподобие молнии, вновь
образуя двойную спираль.



Структурными генами называются
участки ДНК, кодирующие белковые цепи,
т-РНК и р-РНК.
В классической биологии гены определяли
как часть хромосомы, определяющей
какой-то наследственный признак.
Более точное определение дала
молекулярная биология: ген – фрагмент
генетического кода, который может
синтезировать только один определённый
полипептид или РНК.
В зависимости от концентрации ионов и нуклеотидного состава молекулы, двойная
спираль ДНК в живых организмах существует в разных формах. На рисунке
представлены формы A, B и Z (слева направо)
синтез белковых молекул;
 образование информационной
РНК;
 рибосомной РНК.


Многие молекулы мутагенов вставляются (интеркалируют) между двумя
соседними парами оснований. Большинство этих соединений, например,
этидий, дауномицин, доксорубицин и талидомид имеют ароматическую
структуру. Для того, чтобы интеркалирующее соединение могло
поместиться между основаниями, они должны разойтись, расплетая и
нарушая структуру двойной спирали. Эти изменения в структуре ДНК
мешают транскрипции и репликации, вызывая мутации. Поэтому
интеркалирующие соединения часто являются канцерогенами, наиболее
известные из которых — бензопирен, акридины, афлатоксин и бромистый
этидий. Несмотря на эти негативные свойства, в силу их способности
подавлять транскрипцию и репликацию ДНК, интеркалирующие
соединения используются в химиотерапии для подавления быстро
растущих клеток рака.
Интеркалированное
химическое соединение,
которое находится в
середине спирали —
бензопирен, основной
мутаген табачного дыма
Надцарство Прокариоты ( Доядерные)
Актиномицеты
(грибки
лучистые)
Бактерии
цианобактерии
Архебактерии
(выделяют
метан)
Микоплазмы
(возбудители
заболеваний
воспалительного
характера).
Микобактерии
(палочки, способные
к образованию
нитчатых форм,
некоторые
возбудители
заболеваний)
Хламидобактерии
(группа нитчатых
бактерий.
откладывают
гидроокись
железа)




Одни из наиболее древних прокариот;
Большинство – хемоавтотрофы;
У некоторых конечным продуктом обмена
веществ является метан;
Широко распространены в природе.
Бактерии (физиологические свойства)
анаэробные
миксотрофы
аэробные
хемотрофы
литотрофы
фототрофы
органотрофы



Наличие пигментов;
Многие фиксируют молекулярный азот;
Входят в состав лишайников.




Характерно ветвление клеток;
Образуют гифы.
Размножаются делением клеток или
фрагментацией гиф;
Симбионты (азотофиксирующие) и паразиты
(туберкулёз, проказа, воспаление оболочек
мозга, кожи).


В бактериальной клетке отсутствует ядро,
хромосомы свободно располагаются в
цитоплазме. Кроме того, в клетке бактерии
отсутствуют мембранные органоиды:
митохондрии, ЭПС, аппарат Гольджи и пр.
Снаружи клеточная мембрана покрыта
клеточной стенкой.
Большинство бактерий передвигаются пассивно,
с помощью водных или воздушных течений.
Только некоторые из них имеют органеллы
движения – жгутики.


Оболочка клетки состоит из наружного
слизистого слоя, клеточной стенки и
цитоплазматической мембраны.
Слизистый капсульный слой находится снаружи
клетки и выполняет защитную функцию.
Прочность стенки обеспечивает муреин,
вещество полисахаридной природы.




кокки (имеют округлую форму);
бациллы (имеют палочковидную форму);
спириллы (имеют форму спирали);
вибрионы (имеют форму запятой).
бациллы
стрептококки
спириллы
1 - гранулы поли-В-оксимасляной кислоты,
2 - жировые капли,
3 - включения серы,
4 - трубчатые тилакоиды,
5 - пластинчатые тилакоиды,
6 - выросты цитоплазматической
мембраны,
7 - хроматофоры (участки протопласта,
несущие пигмент),
8 - нуклеоид,
9 - рибосомы прокариотической клетки,
10 - цитоплазма,
11
- слизистая капсула,
12 жгутики,
13 клеточная оболочка,
14 мезосома,
15 газовые вакуоли,
16 ламеллярные структуры,
17
- гранулы полисахаридов,
18 гранулы полифосфатов,
19 цитоплазматическая мембрана,
20 базальное тельце.
Подвижность бактерий обеспечивается жгутиками
Деление бактериальной клетки
Спорообразование