Тема: Хромосомы. Кариотип. Деление прокариотических клеток. Базовые понятия и термины: хромосома, кариотип, ядрышко, ядро, кариоплазма, политенные хромосомы, гомологичные хромосомы, гаплоидный, диплоидный и полиплоидный наборы хромосом, плечи хромосом, первичная перетяжка, вторичная перетяжка, хроматиды.
План:
1. Хромосомы. Особенности строения. 2. Кариотип как важный систематический признак 3. Значение изучения кариотипа для медицины. 4. Деление прокариотических клеток.
Содержание лекции: 1. Хромосомы являются носителями наследственной информации. Но большую часть своего существования они находятся в неконденсированном состоянии и имеют вид тонких нитей, которые очень трудно изучать. Эти нити конденсируются и образуют четко очерченные хромосомы только во время клеточного деления. Наиболее удобным методом для исследования хромосом является метод добавления к культуре клеток колхицина - вещество, которое разрушает микротрубочки веретена деления и останавливает деление именно на стадии метафазной пластинки. На стадии метафазы почти все хромосомы имеют Х-образную форму. Это связано с тем, что в этот момент каждая из хромосом состоит из двух хроматид, соединенных в месте первичной перетяжки. В хромосоме можно выделить плечи. Эти плечи могут быть примерно одинаковыми или иметь разную длину. В таком случае выделяют длинное и короткое плечо хромосомы. В месте соединения двух хроматид на хромосоме находится первичная перетяжка. В некоторых хромосомах на плечах можно найти и вторичные перетяжки. Каждая из хромосом метафазной пластинки имеет парную ей гомологическую хромосому. Гомологичные хромосомы дублируют друг друга. В каждой из хромосом такой пары находятся участки, кодирующие одинаковые гены. Но в разных гомологичных хромосомах могут находиться различные варианты (аллели) одного гена.
|
|
2. Для каждого из видов эукариотических организмов характерен определенный набор хромосом, который можно увидеть на метафазных пластинках клеток представителей этого вида. Этот набор хромосом называется кариотипом и является важным систематическим признаком. Важными характеристиками кариотипа является число, размер и форма хромосом, его составляющих. Следует отменить, что количество хромосом в определенных тканях и органах одной особи может отличаться от характерной для определенного вида. Например, в большинстве клеток организма позвоночных животных или цветочных растений все хромосомы представлены в виде гомологичных пар. А вот в половых клетках этих организмов все хромосомы представлены только в одном экземпляре без своей гомологической пары. Такой набор хромосом называется гаплоидным. А хромосомный набор обычных клеток - диплоидным. Это связано с особенностями полового размножения. В ходе этого процесса новый организм образуется в результате слияния двух половых клеток родителей. Если бы в половых клетках не происходило уменьшение числа хромосом, то каждое последующее поколение имело бы вдвое больше хромосом, чем другие родители.
|
|
3. Значение изучения кариотипа для медицины.
Изучением кариотипов организмов занимается кариосистематика. В природе встречаются случаи, когда количество хромосом в некоторых отдельных клетках или целых организмах меняется в кратное количество раз. Это явление называется полиплоидией. Ученые довольно часто встречали триплоидные, тетраплоидные, гексаплоидные организмы. Отмечались и организмы с еще большей плоидностью. Иногда изменение плоидности касались не всех хромосом, а лишь отдельных пар. Например, добавлялась или исчезала только одна хромосома. Это явление называется анеуплоидия. Отсутствие в кариотипе одной из гомологичных хромосом называют моносомией, а двух - нулисомией. Наличие лишней хромосомы получило название трисомии. Изменение числа хромосом чаще всего приводит к негативным последствиям. Изучение кариотипа человека важно для диагностики и профилактики наследственных болезней человека. Хромосомные болезни - это группа врожденных патологических состояний, которые проявляются аномалиями развития и обусловлены нарушениями количества или структуры хромосом. Например, появление лишней хромосомы в 21-й паре хромосом человека приводит к развитию тяжелого наследственного заболевания - синдрома Дауна, потеря одной из половых Х-хромосом - к развитию синдрома Шерешевского - Тернера. А триплоидные цветочные растения не могут образовывать семена. Так, с использованием гибридизации полиплоидных особей были получены целый ряд видов культурных растений, например, слива, твердая и мягкая пшеницы. Ученые разработали методы профилактики наследственных заболеваний.
4. Деление прокариотических клеток. Деление пополам - основной способ размножения прокариотических клеток. Такое разделение происходит через каждые 20 -30 мин. Контроль знаний и умений: Дать ответы на вопросы: 1.Что такое кариотип? 2.Почему изучение кариотипа человека важно для медицины? 3.Как строение хромосом связано с ее функциями? 4.Для чего необходимо образование клеток? Домашнее задание: пересказ конспекта, § 15, Лек. № 10