8. Хромосомы – структурные компоненты ядра. Строение, состав, функции. Понятие о кариотипе. Правила хромосомных наборов.

Функции хромосом: обеспечивают хранение генетической информации, использование ее, регуляцию считывания, удвоение (самокопирование), передачу генетического материала от материнской клетки к дочерней.

Химическая организация хромосом: состоят в основном из ДНК и белка, нуклеопротеидные фибриллы. Белки составляют 65% массы хромосомы, разделяются на гистоны и негистоны (они соединены с молекулами ДНК, чем препятствуют считыванию генетической информации – это их регуляторная роль).

Выделяют несколько уровней спирализации или компактизации хроматид: 1 – нуклеосомная нить, 8 нуклеосомных гистонов, образующих белковые тела, на которые спирально накручивается молекула ДНК длиной ок. 200 пар нуклеотидов вместе с белковыми телами составляют нуклеосому. Благодаря такой организации в основе структуры хроматина лежит нить представляющую цепочку нуклеосом со свободными от белков участками ДНК. 2 – хроматиновая фибрилла – дальнейшая компактизация нуклеосомных нитей, обеспечивается гистоном Н1, который сближает белковые тела (коры), в результате образуется компактная структура, хроматин активен. 3 – интерфазаная хромонема, петлистая структура – хроматиновые фибриллы укладываются в петли, при участии негистоновых белков, хроматин неравномерно активен, участки эу- и гетеро-хроматина. 4 – розетковидная структура – формирование хромомеры, более компактная укладка петель и переход к метофазной хромосоме, полная иноактивация.

Кариотип – диплоидный набор хромосом, свойственный соматическим клеткам организмов данного вида, являющийся видоспецифическим признаком и характеризующийся определенным числом, строением и генетическим составом хромосом.

Правила хромосомных наборов: 1) правило постоянного числа, формы, размера хромосом (генетический критерий вида). Число хромосом не свидетельствует об уровне организации. 2) парность хромосом – в нормальном кариотипе всегда четное число хромосом; парные хромосомы – гомологичны. 3) индивидуальность хромосом – каждая пара характеризуется своими особенностями. 4)непрерывность хромосом – при делении клетки хромосомы автопродуцируются, каждой дочерней клетке. Непрерывность связана с редуплекацией ДНК.

9. Клетка как открытая система. Организация потоков вещества, энергии и информации в клетке. Специализация и интеграция клеток многоклеточного организма.

Клетка является основной единицей биологической активности. Она способна к самовоспроизведению в среде, не содержащей других живых систем. Эта наименьшая по объему структура, которой присуща вся совокупность свойств жизни и которая может в подходящих условиях поддерживать эти свойства в самой себе, а также передавать их в ряду поколений.

Поток энергии у представителей разных групп организмов представлен внутриклеточными механизмами энергообеспечения – брожением, фото- или хемосинтезом, дыханием. Центральная роль в биоэнергетике клеток животных принадлежит дыхательному обмену. Он включает реакции расщепления низкокалорийного органического «топлива» в виде глюкозы, жирных кислот, аминокислот и использования выделяемой энергии для синтеза высококалорийного клеточного «топлива» в виде АТФ. Особенностью потока энергии растительной клетки служит фотосинтез – механизм преобразования энергии солнечного света в энергию химических связей органических веществ.

Поток вещества – реакции дыхательного обмена не только поставляют энергию, но и снабжают клетку строительными блоками для синтеза разнообразных молекул. Ими служат многие продукты расщепления пищеварительных веществ. Особая роль в этом принадлежит центральному звену дыхательного обмена – циклу Кребса, осуществляемому в митохондриях. Через этот цикл проходит путь углеродных атомов большинства соединений, служащих промежуточными продуктами синтеза хим-их компонентов кл, а также переключение метаболизма клетки с одного преобладающего пути ну другой, например, с углеводного на жировой. Т.о., дыхательный обмен одновременно составляет ведущее звено потока веществ, объединяющего метаболические пути расщепления и синтеза углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот.

Благодаря наличию потока информации клетка создает организацию, соответствующую критериям живого, сохраняет и поддерживает эту организацию во времени, несмотря на меняющиеся условия внешней среды, передает ее в ряду поколений. В потоке информации участвует ядро, макромолекулы, переносящие информацию в цитоплазму, цитоплазматический аппарат транскрипции. На завершающем этапе этого потока полипептиды, синтезированные на полисомах, приобретают третичную и четвертичную структуру и используются в качестве катализаторов или структурных белков. Кроме ядерного генома, основного по объему заключенной информации, в эукариотических клетках функционируют также геномы митохондрий.

Потоки информации, энергии и веществ осуществляются непрерывно и составляют необходимое условие существования клетки как живой системы.