Каков химический состав хромосом?

Хроматида — (от греч. chroma — цвет, краска и eidos — вид) — структурный элемент хромосомы, формирующийся в интерфазе ядра клетки в результате удвоения (репликации) хромосомы.

Хроматида — нуклеопротеидная нить, половинка двойной хромосомы. Хромосома может быть одинарной (из одной хроматиды) и двойной (из двух хроматид).

Функция хромосом — хранение наследственной информации. Хромосомы находятся в ядре клетки, являются главными компонентами ядра.

Хроматидой называется любая из двух копий молекулы ДНК, вместе составляющих реплицированную хромосому и соединенных своими центромерами. Этот термин используется, пока центромеры остаются в контакте. После разделения хромосом в ходе анафазы митоза или мейоза нити называют дочерними хромосомами. Иными словами, хроматиды являются половинками реплицированных хромосом. Химический состав хромосом — 50% ДНК и 50% белка.

Содержание хроматид у человека

У людей, как правило, присутствует 23 пары гомологичных хромосом в каждой клетке (N = 23). Тем не менее количество хроматид будет кратно 23 и может быть 4N, 2N или 1N. Количество не относится к гаплоидному или диплоидному набору, оно относится к числу хроматид в каждой клетке, как кратное гаплоидному набору хромосом в организме.

• 4N. В клетке с количеством в 4N хроматид присутствуют 23 пары хромосом (46 хромосом), и каждая хромосома имеет две хроматиды. Таким образом, присутствуют 92 хроматиды в каждой клетке (4N).
• 2N. Сразу же после митоза, во время которого клетка делится пополам, появляется 23 пары хромосом (46 хроматид). Тем не менее хромосома имеет только одну хроматиду. Таким образом, всего 46 хроматид (2xN). С другой стороны, гаплоидная клетка с двумя хроматидами на каждую хромосому также имеет 46 хроматид. Однако этого не происходит у людей.
• 1N. Сразу же после мейоза каждая клетка, называемая гаметой, имеет только половину суммы хромосом (23 хромосомы). Кроме того, каждая хромосома имеет только одну хроматиду. Таким образом, всего 23 хроматиды (1xN).

Одинарная хромосома превращается в двойную в процессе репликации (удвоения ДНК). Двойная хромосома превращается в две одинарные (хроматиды становятся дочерними хромосомами) после разделения соединяющей их центромеры (в анафазе митоза и анафазе II мейоза). Т. е. хроматиды становятся хромосомами после разделения соединяющей их центромеры.

Перетяжки хромосомы:

1. Центромера (первичная перетяжка) — это место соединения двух хроматид; к центромере присоединяются нити веретена деления.
2. Вторичная перетяжка — ядрышковый организатор, содержит гены рРНК. Вокруг вторичной перетяжки внутри ядра образуется ядрышко — участок, в котором синтезируется рРНК и происходит сборка субъединиц рибосом.

Хромосомы — основные носители генетического материала, обеспечивающие его передачу от поколения к поколению.

В период между делениями клеток (в интерфазе митоза) хромосомы невидимы в световой микроскоп и представлены раскрученными (деспирализованными) нитями хроматина. В этот период происходит важное генетическое событие — репликация ДНК и основанное на ней удвоение хромосом. Пока две образовавшиеся копии удерживаются центромерой вместе, они называются сестринскими хроматидами. С началом клеточного деления хромосомы спирализуются и уплотняются. В световой микроскоп становится видно, что они состоят из двух хроматид. В ходе митоза хроматиды разделяются и становятся самостоятельными хромосомами. Таким образом, в процессе клеточного цикла структура хромосом претерпевает изменения.

Каждая хромосома индивидуальна, т.е. характеризуется свойственными только ей размерами, формой и положением центромеры. В клетках тела организмов, размножающихся половым путём, любая хромосома представлена двумя копиями, или гомологами. При образовании половых клеток в мейозе в каждую из них попадает одна из двух гомологичных хромосом. При оплодотворении парность гомологичных хромосом восстанавливается: одна хромосома каждой пары отцовская, другая — материнская.

Совокупность признаков хромосомного набора (число хромосом, их размер и форма) постоянна для клеток каждого вида и называется его кариотипом. В кариотипе различают пару определяющих пол организма половых хромосом и все остальные хромосомы — аутосомы. Изучением поведения хромосом в митозе и мейозе, а также роли хромосом, особенно половых, при передаче признаков от одного поколения к другому привело к созданию в начале 20 века хромосомной теории наследственности. Хромосомой часто называют генетический материал бактерий и вирусов, хотя его строение отличается от хромосом эукариотических организмов.

Наборы хромосом

Одинарный (гаплоидный) набор хромосом характерен для половых клеток (гамет), двойной (диплоидный) — для соматических клеток.

• Одинарный набор превращается в двойной в момент оплодотворения (слияния сперматозоида и яйцеклетки).
• Двойной набор превращается в одинарный в момент независимого расхождения двойных хромосом в анафазе I мейоза.

В двойном наборе у человека содержится 46 хромосом.

Задачи на количество хромосом:

• Если в половой клетке 12 хромосом, то в оплодотворенной яйцеклетке (зиготе) и в соматических клетках (печени, кожи, мышц и т.п.) — по 24 хромосомы.
• И наоборот: если в ядре соматической клетки (кишечника, мозга и т.п.) 36 хромосом, то после мейоза в яйцеклетках и сперматозоидах остается по 18, а когда яйцеклетки и сперматозоиды сольются, в ядре зиготы снова будет 36.

Источники и дополнительная информация:

• Хроматиды — Википедия;
• Зигота — Википедия;
• Гамета — Википедия;
• Соматическая клетка — Википедия;
• Хромосомы — bio FAQ — часто задаваемые вопросы по биологии;
• Хромосомы — словари и энциклопедии на Академике;
• «Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия». Гл. ред. А.П. Горкин. — М.: Росмэн, 2006.