Où sont les chromosomes situés dans la cellule des organismes nucléaires. La structure des chromosomes

Cellules, chromosomes, division cellulaire. Le corps de chaque adulte contient plus de cent millions cellules, des structures microscopiques n'atteignant qu'un centième de millimètre de diamètre. rien cellule incapable de survivre à l'extérieur du corps à moins qu'il ne soit spécifiquement cultivé dans une solution artificielle.
Les cellules du corps varient en forme, en taille et en structure selon la fonction qu'elles remplissent. Les cellules musculaires, par exemple, longues et fines, peuvent se contracter et se détendre, permettant ainsi au corps de bouger. De nombreuses cellules nerveuses sont également longues et fines, mais elles sont conçues pour transmettre des impulsions qui composent les messages du système nerveux, tandis que les cellules hexagonales du foie sont équipées de tout le nécessaire pour effectuer des processus chimiques vitaux. Les globules rouges en forme de beignet transportent l'oxygène et le dioxyde de carbone, tandis que les cellules pancréatiques sphériques produisent et régénèrent l'hormone insuline.

Malgré ces variations, toutes les cellules du corps sont conçues selon le même schéma de base. Le long de la surface de chaque cellule, il y a une sorte de paroi limite, ou membrane cellulaire, contenant une substance gélatineuse - le cytoplasme. À l'intérieur se trouve le noyau de la cellule, qui contient les chromosomes. Le cytoplasme, bien que contenant 70 à 80 % d'eau, joue un rôle loin d'être passif. Diverses réactions chimiques se produisent entre des substances dissoutes dans l'eau ; de plus, le cytoplasme contient de nombreuses structures minuscules appelées organites qui jouent un rôle important.

Pièces de cellule

La membrane cellulaire a également une certaine structure : elle est poreuse et ressemble un peu à un sandwich de protéines et de graisse, où la graisse est comme une garniture. Lors du passage de diverses substances à travers la cellule, certaines d'entre elles se dissolvent dans la graisse, tandis que d'autres quittent la cellule à travers une membrane poreuse et semi-perméable.
Certaines cellules ont des processus ressemblant à des cheveux appelés cils sur leurs membranes. Dans le nez, par exemple, les cils piègent les particules de poussière. Ces cils peuvent se déplacer par vagues dans une direction, dirigeant n'importe quelle substance.

Le cytoplasme de toutes les cellules contient des organes microscopiques en forme de saucisse appelés mitochondries, qui convertissent l'oxygène et les nutriments en énergie nécessaire à toutes les activités cellulaires.
Ces "maisons d'énergie" fonctionnent à l'aide d'enzymes - des protéines complexes qui accélèrent les réactions chimiques dans les cellules et sont les éléments les plus nombreux des cellules musculaires.

Les lysosomes, un autre type d'organe microscopique du cytoplasme, sont de minuscules sacs remplis d'enzymes qui permettent à la cellule de traiter les nutriments. La plupart d'entre eux se trouvent dans les cellules du foie.
Les substances produites par la cellule qui sont nécessaires à d'autres parties du corps, telles que les hormones, sont d'abord accumulées puis stockées dans d'autres petits organes appelés appareil de Golgi (appareil réticulaire intracellulaire).
De nombreuses cellules ont tout un système de petits tubes, qui sont considérés comme une sorte de "squelette" interne de la cellule, mais toutes les cellules contiennent un système de canaux - une formation réticulée endoplasmique.
Tout au long de la formation du maillage se trouvent les plus petites structures sphériques appelées ribosomes, qui sont responsables de la régulation de la formation des principales protéines nécessaires à toutes les cellules. Les protéines sont nécessaires à la réparation des structures et (sous forme d'enzymes) aux processus chimiques dans la cellule et à la production de molécules complexes telles que les hormones.

Chromosomes

En plus des globules rouges matures, qui perdent leurs chromosomes dans les derniers stades de formation, et des ovules et des spermatozoïdes (cellules sexuelles), qui contiennent la moitié du nombre habituel de chromosomes, chaque cellule du corps contient 46 chromosomes, organisés en 23 paires. Un chromosome vient de la mère, l'autre du père. Les ovules et le sperme n'ont que la moitié de cette quantité, de sorte que dans le processus de fécondation de l'ovule, la nouvelle créature peut être garantie d'avoir le bon nombre de chromosomes.
Au moment de la fécondation, les gènes commencent à donner des instructions pour modeler ! nouvel être humain. Les chromosomes du père sont responsables de la détermination du sexe. Les chromosomes sont appelés X et Y, selon leur forme. Chez les femmes, les deux chromosomes d'une paire sont X, mais chez les hommes, un chromosome est X et l'autre est Y. Si un spermatozoïde contenant X féconde un ovule X, l'enfant sera une fille, mais si un spermatozoïde Y féconde un ovule , alors l'enfant sera un garçon.

la division cellulaire

Outre le fait que l'ADN transporte des informations, il a également la capacité de se reproduire ; sans elle, les cellules ne pourraient ni dupliquer ni transmettre des informations d'une génération à l'autre.
Le processus de division cellulaire, dans lequel il se double, s'appelle la mitose ; c'est le type de division qui a lieu lorsqu'un ovule fécondé devient d'abord un enfant, puis un adulte, et lorsque les cellules épuisées sont remplacées. Lorsque la cellule ne se divise pas, les chromosomes ne sont pas visibles dans le noyau, mais lorsque la cellule commence à se diviser, les chromosomes deviennent plus courts et plus épais, et vous pouvez alors voir comment ils se divisent en deux sur la longueur. Ces doubles chromosomes se séparent alors les uns des autres et se déplacent vers les extrémités opposées de la cellule. Au dernier stade, le cytoplasme se divise en sexes et de nouvelles parois se forment autour de deux nouvelles cellules, chacune ayant un nombre normal de chromosomes - 46.

Chaque jour, un grand nombre de cellules meurent et sont remplacées par la mitose ; certaines cellules sont plus actives que d'autres. Une fois formées, les cellules du cerveau et des nerfs ne peuvent pas être remplacées, mais les cellules du foie, de la peau et du sang sont complètement remplacées plusieurs fois par an.
Créer des cellules avec la moitié du nombre de chromosomes afin de déterminer les caractéristiques héréditaires nécessite un mode de division différent, c'est ce qu'on appelle la méiose. Avec cette méthode de division cellulaire, les chromosomes d'abord, comme dans la mitose, deviennent plus courts et plus épais et se divisent en deux, mais ensuite les chromosomes sont divisés en paires de sorte que l'un de la mère et l'autre du père se trouvent l'un à côté de l'autre.

Alors les chromosomes sont très étroitement imbriqués, et lorsqu'ils sont séparés les uns des autres de temps en temps, chaque nouveau chromosome contient déjà plusieurs gènes de la mère et plusieurs gènes du père. Après cela, les deux nouvelles cellules se divisent à nouveau afin que chaque ovule ou spermatozoïde contienne les 23 chromosomes dont ils ont besoin. Cet échange de matériel génétique au cours de la méiose explique pourquoi les enfants ne ressemblent pas complètement à leurs parents et pourquoi chaque personne, à l'exception des jumeaux identiques, a une constitution génétique unique.

L'histoire de la découverte des chromosomes

Dessin tiré du livre de W. Flemming, décrivant les différentes étapes de la division cellulaire de l'épithélium de la salamandre (W. Flemming. Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung. 1882)

Dans différents articles et livres, la priorité de la découverte des chromosomes est donnée à différentes personnes, mais le plus souvent l'année de découverte des chromosomes s'appelle 1882, et leur découvreur est l'anatomiste allemand W. Fleming. Cependant, il serait plus juste de dire qu'il n'a pas découvert les chromosomes, mais dans son livre fondamental "Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung" (en allemand), il a collecté et rationalisé des informations à leur sujet, complétant les résultats de ses propres recherches. Le terme "chromosome" a été proposé par l'histologue allemand Heinrich Waldeyer en 1888, "chromosome" signifie littéralement "corps coloré", puisque les colorants de base se lient bien aux chromosomes.

Maintenant, il est difficile de dire qui a fait la première description et le premier dessin des chromosomes. En 1872, le botaniste suisse Carl von Negili publie un ouvrage dans lequel il dépeint quelques petits corps qui apparaissent à la place du noyau lors de la division cellulaire lors de la formation du pollen dans un lys ( Lilium tigrinum) et Tradescantia ( Tradescantia). Cependant, ses dessins ne nous permettent pas d'affirmer sans équivoque que K. Negili a vu exactement les chromosomes. Dans le même 1872, le botaniste E. Russov a apporté ses images de la division cellulaire lors de la formation de spores dans une fougère du genre Uzhovnik ( Ophioglosse) et le pollen de lys ( Lilium bulbifère). Dans ses illustrations, il est facile de reconnaître les chromosomes individuels et les stades de division. Certains chercheurs pensent que le botaniste allemand Wilhelm Hoffmeister a été le premier à voir des chromosomes bien avant K. Negili et E. Russov, en 1848-1849. Dans le même temps, ni K. Negili, ni E. Russov, et plus encore V. Hofmeister n'ont réalisé la signification de ce qu'ils ont vu.

Après la redécouverte en 1900 des lois de Mendel, il n'a fallu qu'un ou deux ans pour qu'il devienne clair que les chromosomes se comportent exactement comme attendu des "particules héréditaires". En 1902 T. Boveri et en 1902-1903 W. Setton ( Walter Sutton) ont été indépendamment les premiers à émettre une hypothèse sur le rôle génétique des chromosomes. T. Boveri a découvert que l'embryon d'un oursin Paracentrotus lividus peut se développer normalement seulement s'il y a au moins un, mais un ensemble complet de chromosomes. Il a également découvert que les différents chromosomes n'ont pas la même composition. W. Setton a étudié la gamétogenèse chez les aridoïdes Brachystola magna et réalisé que le comportement des chromosomes pendant la méiose et pendant la fécondation explique pleinement les schémas de divergence des facteurs mendéliens et la formation de leurs nouvelles combinaisons.

La confirmation expérimentale de ces idées et la formulation finale de la théorie des chromosomes ont été faites dans le premier quart du XXe siècle par les fondateurs de la génétique classique, qui ont travaillé aux États-Unis avec la mouche des fruits ( D. melanogaster): T. Morgan, C. Ponts ( Ponts CB), A. Sturtevant ( A.H. Sturtevant) et G. Moller. Sur la base de leurs données, ils ont formulé la "théorie chromosomique de l'hérédité", selon laquelle la transmission d'informations héréditaires est associée à des chromosomes, dans lesquels les gènes sont localisés linéairement dans une certaine séquence. Ces découvertes ont été publiées en 1915 dans Les mécanismes de l'hérédité mendélienne.

En 1933, T. Morgan reçoit le prix Nobel de physiologie ou médecine pour la découverte du rôle des chromosomes dans l'hérédité.

chromosomes eucaryotes

La base du chromosome est une macromolécule linéaire (non fermée en anneau) d'acide désoxyribonucléique (ADN) d'une longueur considérable (par exemple, dans les molécules d'ADN des chromosomes humains, il existe de 50 à 245 millions de paires de bases azotées). Sous une forme étirée, la longueur d'un chromosome humain peut atteindre 5 cm.En plus de cela, le chromosome comprend cinq protéines spécialisées - H1, H2A, H2B, H3 et H4 (les soi-disant histones) et un certain nombre de non- protéines histones. La séquence d'acides aminés des histones est hautement conservée et ne diffère pratiquement pas dans les différents groupes d'organismes.

Constriction primaire

Constriction chromosomique (X. p.), dans laquelle le centromère est localisé et qui divise le chromosome en bras.

Constrictions secondaires

Caractéristique morphologique qui vous permet d'identifier des chromosomes individuels dans un ensemble. Ils diffèrent de la constriction primaire en l'absence d'angle notable entre les segments du chromosome. Les constrictions secondaires sont courtes et longues et sont localisées à différents points le long du chromosome. Chez l'homme, ce sont les 9, 13, 14, 15, 21 et 22 chromosomes.

Types de structure chromosomique

Il existe quatre types de structure chromosomique :

télocentrique(chromosomes en forme de bâtonnet avec un centromère situé à l'extrémité proximale) ;
acrocentrique(chromosomes en forme de bâtonnet avec un deuxième bras très court, presque imperceptible) ;
submétacentrique(avec des épaules de longueur inégale, ressemblant à la lettre L en forme);
métacentrique(Chromosomes en forme de V avec des bras de longueur égale).

Le type de chromosome est constant pour chaque chromosome homologue et peut être constant chez tous les membres de la même espèce ou du même genre.

Satellites (satellites)

Satellite- c'est un corps arrondi ou allongé, séparé de la partie principale du chromosome par un fin fil de chromatine, de diamètre égal ou légèrement inférieur au chromosome. Les chromosomes qui ont un compagnon sont communément appelés chromosomes SAT. La forme, la taille du satellite et le fil qui le relie sont constants pour chaque chromosome.

zone nucléole

Zones du nucléole ( organisateurs de nucléoles) sont des zones particulières associées à l'apparition de certaines constrictions secondaires.

Chromonème

Un chromonème est une structure hélicoïdale qui peut être observée dans les chromosomes décompactés au microscope électronique. Il a été observé pour la première fois par Baranetsky en 1880 dans les chromosomes des cellules d'anthère de Tradescantia, le terme a été introduit par Veydovsky. Le chromonema peut être constitué de deux, quatre fils ou plus, selon l'objet étudié. Ces fils forment des spirales de deux types :

paranémique(les éléments de la spirale sont faciles à séparer) ;
plectonémique(les fils sont étroitement entrelacés).

Réarrangements chromosomiques

La violation de la structure des chromosomes se produit à la suite de changements spontanés ou provoqués (par exemple, après une irradiation).

Mutations géniques (ponctuelles) (changements au niveau moléculaire);
Aberrations (changements microscopiques visibles au microscope optique) :

chromosomes géants

De tels chromosomes, caractérisés par des tailles énormes, peuvent être observés dans certaines cellules à certains stades du cycle cellulaire. Par exemple, on les trouve dans les cellules de certains tissus de larves d'insectes diptères (chromosomes polytènes) et dans les ovocytes de divers vertébrés et invertébrés (chromosomes lampbrush). C'est sur des préparations de chromosomes géants qu'il a été possible de révéler des signes d'activité génique.

Chromosomes polytènes

Les Balbiani ont été découverts pour la première fois en th, mais leur rôle cytogénétique a été identifié par Kostov, Paynter, Geitz et Bauer. Contenu dans les cellules des glandes salivaires, des intestins, de la trachée, du corps adipeux et des vaisseaux malpighiens des larves de diptères.

Chromosomes Lampbrush

Il existe des preuves de la présence de protéines associées à l'ADN nucléoïde dans les bactéries, mais aucune histone n'y a été trouvée.

chromosomes humains

Chaque cellule somatique humaine nucléée contient 23 paires de chromosomes linéaires, ainsi que de nombreuses copies d'ADN mitochondrial. Le tableau ci-dessous montre le nombre de gènes et de bases dans les chromosomes humains.

Nombre de gènes	Bases totales	Bases séquencées
4 234	247 199 719	224 999 719
1 491	242 751 149	237 712 649
1 550	199 446 827	194 704 827
446	191 263 063	187 297 063
609	180 837 866	177 702 766
2 281	170 896 993	167 273 993

Chromosomes(grec ancien χρῶμα - couleur et σῶμα - corps) - structures nucléoprotéiques dans le noyau d'une cellule eucaryote (une cellule contenant un noyau), qui deviennent facilement visibles à certaines phases du cycle cellulaire (pendant la mitose ou la méiose).

Les chromosomes sont un degré élevé de condensation de la chromatine, constamment présente dans le noyau cellulaire. Le terme a été proposé à l'origine pour désigner les structures trouvées dans les cellules eucaryotes, mais au cours des dernières décennies, on a de plus en plus parlé des chromosomes bactériens. Les chromosomes contiennent la plupart des informations génétiques.

chromosomes eucaryotes

Les chromosomes eucaryotes sont complexes. La base du chromosome est une macromolécule linéaire (non fermée en anneau) d'acide désoxyribonucléique (ADN) d'une longueur considérable (par exemple, dans les molécules d'ADN des chromosomes humains, il existe de 50 à 245 millions de paires de bases azotées). Sous une forme étirée, la longueur d'un chromosome humain peut atteindre 5 cm.En plus de cela, le chromosome comprend cinq protéines spécialisées - H1, H2A, H2B, H3 et H4 (les soi-disant histones) et un certain nombre de non- protéines histones. La séquence d'acides aminés des histones est hautement conservée et ne diffère pratiquement pas dans les différents groupes d'organismes. En interphase, la chromatine n'est pas condensée, mais même à ce moment ses fils sont un complexe d'ADN et de protéines. Une macromolécule d'ADN s'enroule autour d'octomères (structures constituées de huit globules protéiques) de protéines histones H2A, H2B, H3 et H4, formant des structures appelées nucléosomes.

En général, l'ensemble du design rappelle quelque peu les perles. Une séquence de tels nucléosomes reliés par la protéine H1 est appelée nucléofilament, ou filament de nucléosome, d'un diamètre d'environ 10 nm. Au début de l'interphase (phase G1), chacun des futurs chromosomes est basé sur une molécule d'ADN. Dans la phase de synthèse (S), les molécules d'ADN entrent dans le processus de réplication et doublent. Dans l'interphase tardive (phase G2), la base de chacun des chromosomes est constituée de deux molécules d'ADN identiques formées à la suite de la réplication et interconnectées dans la région de la séquence centromérique. Avant que la division du noyau cellulaire ne commence, le chromosome, représenté à ce moment par une chaîne de nucléosomes, commence à se spiraliser, ou à s'emballer, formant à l'aide de la protéine H1 un fil de chromatine plus épais, ou chromatide, (fibre de chromatine) avec un diamètre de 30 nm. À la suite d'une spirale supplémentaire, le diamètre des chromatides atteint 700 nm au moment de la métaphase. L'épaisseur importante du chromosome (diamètre 1400 nm) au stade métaphase permet, enfin, de le voir au microscope optique.

Le chromosome condensé ressemble à un X (souvent avec des bras inégaux) car les deux chromatides résultant de la réplication sont toujours reliées entre elles au niveau du centromère. Chaque cellule du corps humain contient exactement 46 chromosomes. Les chromosomes sont toujours par paires. Une cellule a toujours 2 chromosomes de chaque espèce, les paires diffèrent les unes des autres par la longueur, la forme et la présence d'épaississements ou de constrictions. Dans la plupart des cas, les chromosomes sont suffisamment différents pour qu'un cytologiste distingue des paires de chromosomes (23 paires au total).

Il convient de noter que dans toutes les cellules somatiques (toutes les cellules du corps, à l'exception des cellules sexuelles), les chromosomes par paires sont toujours les mêmes en taille, forme, emplacement du centromère, tandis que les chromosomes sexuels (23ème paire) en les hommes ne sont pas les mêmes (XY), mais les femmes ont les mêmes (XX). Les chromosomes d'une cellule au microscope ne peuvent être vus que pendant la division - la mitose, au stade de la métaphase. Ces chromosomes sont appelés métaphase. Lorsqu'une cellule ne se divise pas, les chromosomes ressemblent à de minces filaments de couleur foncée appelés chromatine.

La chromatine est une désoxyribonucléoprotéine visible au microscope optique sous forme de filaments fins et de granules. Au cours du processus de mitose (division cellulaire), la chromatine par spiralisation forme des structures clairement visibles (surtout en métaphase) intensément colorées - les chromosomes. Le chromosome en métaphase est constitué de deux brins longitudinaux de désoxyribonucléoprotéine - chromatides, reliés l'un à l'autre dans la région de la constriction primaire - le centromère.

Centromère - une section spécialement organisée du chromosome, commune aux deux chromatides sœurs. Le centromère divise le corps du chromosome en deux bras. Selon l'emplacement de la constriction primaire, on distingue les types de chromosomes suivants: bras égal (métacentrique), lorsque le centromère est situé au milieu et que les bras sont à peu près égaux en longueur; bras inégaux (sous-métacentriques), lorsque le centromère est déplacé du milieu du chromosome et que les bras sont de longueur inégale ; en forme de bâtonnet (acrocentrique), lorsque le centromère est déplacé vers une extrémité du chromosome et qu'un bras est très court. Il existe également des chromosomes ponctuels (télocentriques), ils n'ont pas de bras, mais ils ne font pas partie du caryotype humain (ensemble chromosomique). Dans certains chromosomes, il peut y avoir des constrictions secondaires qui séparent une région appelée satellite du corps du chromosome.

L'étude de l'organisation chimique des chromosomes des cellules eucaryotes a montré qu'ils sont constitués principalement d'ADN et de protéines. Comme l'ont prouvé de nombreuses études, l'ADN est un support matériel des propriétés de l'hérédité et de la variabilité et contient des informations biologiques - un programme pour le développement d'une cellule, d'un organisme, écrit à l'aide d'un code spécial. Les protéines constituent une part importante de la substance des chromosomes (environ 65 % de la masse de ces structures). Le chromosome, en tant que complexe de gènes, est une structure établie au cours de l'évolution qui est caractéristique de tous les individus d'une espèce donnée. L'arrangement mutuel des gènes dans le chromosome joue un rôle important dans la nature de leur fonctionnement. Une modification du nombre de chromosomes dans le caryotype d'une personne peut entraîner diverses maladies.

Le plus fréquent maladie chromosomique une personne a syndrome de Down en raison de la trisomie (un autre identique, un supplémentaire est ajouté à une paire de chromosomes normaux) le long du 21e chromosome. Ce syndrome survient avec une fréquence de 1 à 2 pour 1000. Souvent, la trisomie de 21 paires de chromosomes est la cause de la mort fœtale, mais parfois les personnes atteintes du syndrome de Down vivent jusqu'à un âge considérable, bien qu'en général leur espérance de vie soit réduite.

Trisomie connue sur le 13ème chromosome - Syndrome de Patau, ainsi que sur le 18ème chromosome - Syndrome d'Edwards, dans lequel la viabilité des nouveau-nés est fortement réduite. Ils meurent dans les premiers mois de la vie à cause de multiples malformations. Très souvent chez l'homme, il y a un changement dans le nombre de chromosomes sexuels. La monosomie X est connue parmi eux (un seul (X0) est présent à partir d'une paire de chromosomes) - c'est Syndrome de Shereshevsky-Turner. La trisomie X est moins fréquente syndrome de Klinefelter(XXY, XXXY, HUU, etc.). Les personnes présentant une modification du nombre de chromosomes sexuels en présence d'un chromosome Y se développent selon un schéma masculin. Ceci est une conséquence du fait que les facteurs qui déterminent le type de développement masculin sont situés sur le chromosome Y. Contrairement aux mutations dans les autosomes (tous les chromosomes sauf le sexe), le retard mental chez les patients n'est pas aussi prononcé, chez beaucoup, il se situe dans la plage normale, et parfois même au-dessus de la moyenne. Dans le même temps, ils ont constamment des violations du développement des organes génitaux et de la croissance. Les malformations des autres systèmes sont moins fréquentes.

2. Ensemble chromosomique de la cellule

Les chromosomes jouent un rôle important dans le cycle cellulaire. Chromosomes- porteurs d'informations héréditaires de la cellule et de l'organisme contenus dans le noyau. Ils régulent non seulement tous les processus métaboliques dans la cellule, mais assurent également le transfert d'informations héréditaires d'une génération de cellules et d'organismes à une autre. Le nombre de chromosomes correspond au nombre de molécules d'ADN dans la cellule. L'augmentation du nombre de nombreux organites ne nécessite pas de contrôle précis. Lors de la division, tout le contenu de la cellule est réparti plus ou moins uniformément entre les deux cellules filles. Les chromosomes et les molécules d'ADN sont une exception : ils doivent être doublés et exactement répartis entre les cellules nouvellement formées.

La structure des chromosomes

L'étude des chromosomes des cellules eucaryotes a montré qu'ils sont constitués de molécules d'ADN et de protéines. Le complexe ADN-protéine est appelé chromatine. Une cellule procaryote ne contient qu'une seule molécule d'ADN circulaire qui n'est pas associée à des protéines. Par conséquent, à proprement parler, il ne peut pas être appelé un chromosome. C'est un nucléoïde.

S'il était possible d'étirer le brin d'ADN de chaque chromosome, sa longueur dépasserait largement la taille du noyau. Un rôle important dans l'emballage des molécules d'ADN géantes est joué par les protéines nucléaires - les histones. Des études récentes sur la structure des chromosomes ont montré que chaque molécule d'ADN est connectée à des groupes de protéines nucléaires, formant de nombreuses structures répétitives - nucléosome(Fig. 2). Les nucléosomes sont les unités structurelles de la chromatine, ils sont densément entassés et forment une structure unique sous la forme d'une hélice de 36 nm d'épaisseur.

Riz. 2. La structure du chromosome interphase: A - une photographie électronique des fils de chromatine; B - nucléosome, composé de protéines - histones, autour desquelles se trouve une molécule d'ADN en spirale

La plupart des chromosomes de l'interphase sont étirés sous forme de fils et contiennent un grand nombre de régions déspiralisées, ce qui les rend pratiquement invisibles au microscope optique conventionnel. Comme mentionné ci-dessus, avant la division cellulaire, les molécules d'ADN doublent et chaque chromosome est constitué de deux molécules d'ADN qui se spiralent, se combinent avec des protéines et prennent des formes claires. Deux molécules d'ADN filles sont emballées séparément et forment chromatides sœurs. Les chromatides soeurs sont maintenues ensemble par le centromère et forment un chromosome. Centromère- c'est le site d'adhésion de deux chromatides soeurs, qui contrôle le mouvement des chromosomes vers les pôles de la cellule lors de la division. Les fils de fuseau sont attachés à cette partie des chromosomes.

Les chromosomes individuels ne diffèrent que pendant la division cellulaire, lorsqu'ils sont emballés aussi étroitement que possible, se colorent bien et sont visibles au microscope optique. A ce moment, vous pouvez déterminer leur nombre dans la cellule, étudier la vue générale. Chaque chromosome a bras chromosomiques et centromère. Il existe trois types de chromosomes en fonction de la position du centromère. égaux, divers et à un bras(Fig. 3).

Riz. 3. La structure du chromosome. A - schéma de la structure du chromosome : 1 - centromère ; 2 - bras chromosomiques; 3 - chromatides soeurs; 4 - molécules d'ADN; 5 - composants protéiques; B - types de chromosomes : 1 - bras égaux ; 2 - épaules différentes; 3 - monobras

Ensemble chromosomique de cellules

Les cellules de chaque organisme contiennent un ensemble spécifique de chromosomes appelés caryotype. Chaque type d'organisme a son propre caryotype. Les chromosomes de chaque caryotype diffèrent par leur forme, leur taille et leur ensemble d'informations génétiques.

Le caryotype humain, par exemple, est de 46 chromosomes, la mouche des fruits Drosophila - 8 chromosomes, l'une des espèces de blé cultivées - 28. L'ensemble de chromosomes est strictement spécifique à chaque espèce.

Des études du caryotype de divers organismes ont montré que les cellules peuvent contenir des ensembles simples et doubles de chromosomes. doublé, ou diploïde(du grec. diploos- doubler et eidos- espèce), un ensemble de chromosomes est caractérisé par la présence de chromosomes appariés, qui sont de même taille, forme et nature des informations héréditaires. Les chromosomes appariés sont appelés homologue(du grec. homois- pareil, semblable). Ainsi, par exemple, toutes les cellules somatiques humaines contiennent 23 paires de chromosomes, c'est-à-dire que 46 chromosomes se présentent sous la forme de 23 paires. Chez la drosophile, 8 chromosomes forment 4 paires. Les chromosomes homologues appariés ont une apparence très similaire. Leurs centromères sont aux mêmes endroits et les gènes sont situés dans la même séquence.

Riz. 4. Ensembles de chromosomes cellulaires: A - plantes skerda, B - moustique, C - Drosophile, D - humain. L'ensemble des chromosomes dans la cellule germinale de la drosophile haploïde

Certaines cellules ou certains organismes peuvent avoir un seul ensemble de chromosomes appelé haploïde(du grec. content- unique, simple et eidos- voir). Dans ce cas, les chromosomes appariés sont absents, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de chromosomes homologues dans la cellule. Par exemple, dans les cellules des plantes inférieures - les algues, l'ensemble des chromosomes est haploïde, tandis que chez les plantes et les animaux supérieurs, l'ensemble des chromosomes est diploïde. Cependant, les cellules germinales de tous les organismes ne contiennent toujours qu'un ensemble haploïde de chromosomes.

L'ensemble chromosomique des cellules de chaque organisme et espèce dans son ensemble est strictement spécifique et constitue sa principale caractéristique. L'ensemble de chromosomes est généralement désigné par la lettre latine n.m. L'ensemble diploïde est respectivement noté 2n, et l'haploïde n.m. Le nombre de molécules d'ADN est indiqué par la lettre c. Au début de l'interphase, le nombre de molécules d'ADN correspond au nombre de chromosomes et dans une cellule diploïde est égal à 2c. Avant le début de la division, la quantité d'ADN double et est égale à 4c.

Questions pour la maîtrise de soi

1. Quelle est la structure du chromosome en interphase ?

2. Pourquoi est-il impossible de voir les chromosomes au microscope pendant l'interphase ?

3. Comment le nombre et l'apparence des chromosomes sont-ils déterminés ?

4. Nommez les parties principales du chromosome.

5. De combien de molécules d'ADN un chromosome est-il composé dans la période pré-synthétique de l'interphase et juste avant la division cellulaire ?

6. Par quel processus le nombre de molécules d'ADN dans une cellule change-t-il ?

7. Quels chromosomes sont appelés homologues ?

8. Sur la base de l'ensemble des chromosomes de Drosophila, déterminez les chromosomes à bras égaux, à bras différents et à bras unique.

9. Que sont les ensembles de chromosomes diploïdes et haploïdes ? Comment sont-ils désignés ?

Extrait du livre La santé de votre chien auteur Baranov Anatoly

Introduire un médicament dans une seringue Lorsque vous aspirez un médicament dans une seringue, vous devez être extrêmement prudent. Encore une fois, vous devez lire l'ordonnance du médecin, vérifier avec les inscriptions sur l'ampoule, vous assurer que la solution est transparente et qu'il n'y a pas de flocons.L'ampoule peut être sciée avec une lime à ongles en

Extrait du livre Le plus récent livre de faits. Tome 1 [Astronomie et astrophysique. Géographie et autres sciences de la terre. Biologie et médecine] auteur

Extrait du livre Tests en biologie. 6ème année l'auteur Benuzh Elena

STRUCTURE CELLULAIRE DES ORGANISMES STRUCTURE CELLULAIRE. DISPOSITIFS POUR ETUDIER LA STRUCTURE DE LA CELLULE 1. Choisissez la réponse la plus correcte Une cellule est : A. La plus petite particule de tous les êtres vivants. La plus petite particule d'une plante vivante B. Une partie de la plante G. Unité créée artificiellement pour

Extrait du livre Biologie [Un guide complet pour préparer l'examen] auteur Lerner Gueorgui Isaakovich

Extrait du livre Escape from Loneliness auteur Panov Evgueni Nikolaïevitch

Extrait du livre Le plus récent livre de faits. Tome 1. Astronomie et astrophysique. Géographie et autres sciences de la terre. Biologie et médecine auteur Kondrashov Anatoly Pavlovitch

Cellules de Garde Parlant du rôle progressif joué par les premières ébauches de la théorie cellulaire, on ne peut s'empêcher de dire que l'image de cellules "souveraines" créée par celle-ci n'est que dans une mesure limitée applicable aux organismes des animaux supérieurs, bien que même ici les les cellules conduisent parfois

Extrait du livre Stop, qui dirige ? [Biologie du comportement humain et des autres animaux] auteur Joukov. Dmitry Anatolyevich

Cellules collectivistes et cellules individuelles Il existe au moins deux raisons majeures à l'étroite coopération des cellules qui composent un organisme multicellulaire. Premièrement, chaque cellule individuelle, étant en elle-même extrêmement compétente et exécutive

Extrait du livre Problèmes de famine thérapeutique. Études cliniques et expérimentales [les quatre parties !] auteur Anokhin Petr Kuzmich

L'ensemble de chromosomes d'un criminel peut-il justifier son crime ? L'un des troubles de la part des chromosomes sexuels est un chromosome Y supplémentaire dans le caryotype (un ensemble de caractéristiques des chromosomes caractéristiques des cellules du corps d'un organisme d'une espèce ou d'une autre)

Extrait du livre The Power of Genes [belle comme Monroe, intelligente comme Einstein] auteur Hengstschlager Markus

Stade chromosomique de la formation du sexe Le sexe commence à être déterminé au moment de la fécondation. Dans les noyaux des cellules humaines, une paire de chromosomes est différente chez les mâles et les femelles. Chez les femmes, cette paire au microscope ressemble à deux lettres X, et chez les hommes, elle ressemble aux lettres XY. En conséquence, ces chromosomes et

Extrait du livre Gènes et développement du corps auteur Neifakh Alexandre Alexandrovitch

Sur l'effet de la famine alimentaire complète à long terme sur l'appareil chromosomique des lymphocytes du sang périphérique KN GRINBERG, Yu, L. SHAPIRO, EA KIRILOVA, R. S. KUSHNIR (Moscou)

Extrait du livre L'évolution humaine. Livre 1. Singes, os et gènes auteur Markov Alexandre Vladimirovitch

Le même ensemble de gènes chez différentes personnes Eh bien, si cela n'a pas de sens de suivre une certaine maladie dans l'arbre généalogique - alors quoi ? Une réponse scientifiquement étayée à la question de savoir ce qui est exactement lié aux gènes donne le résultat d'une expérience étonnante de la nature. Personne -

Extrait du livre Les secrets de l'hérédité humaine auteur Afonkin Sergueï Yurievitch

2. Cellules sanguines Le système hématopoïétique est plus complexe que les autres systèmes avec un renouvellement constant de cellules différenciées. Dans ce cas, il n'y a pas de séparation spatiale aussi simple des cellules souches, des cellules en différenciation et des cellules qui ont atteint le stade terminal.

Extrait du livre Reproduction d'organismes auteur Petrosova Renata Armenakovna

Eve mitochondriale et Adam chromosomique Y dans l'Eden africain L'analyse comparative de l'ADN mitochondrial (ADNmt) et des chromosomes Y de l'homme moderne a montré que toute l'humanité moderne provient d'une petite population qui a vécu en Afrique de l'Est 160-200 mille ans

Du livre de l'auteur

Cellules immortelles Naissance et mort sont souvent perçues par nous comme les deux faces d'une même médaille. Un phénomène est prétendument inséparable de l'autre. La naissance entraîne inévitablement le vieillissement et la mort. En attendant, ce n'est pas tout à fait vrai. La cellule vivante comme une sorte de molécule

Du livre de l'auteur

Kit de réparation Il est clair que si les cellules n'étaient pas protégées contre de tels dommages à l'ADN, de nombreux gènes seraient bientôt endommagés de manière irréversible, ce qui conduirait inévitablement le corps à une catastrophe complète. Il n'est donc pas surprenant que des cellules soient régulièrement et constamment engagées dans

Du livre de l'auteur

3. Division cellulaire La capacité à se diviser est la propriété la plus importante d'une cellule. À la suite de la division, deux nouvelles cellules naissent d'une cellule. L'une des principales propriétés de la vie - l'auto-reproduction - se manifeste déjà au niveau cellulaire. La façon la plus courante de diviser

chromosomes eucaryotes

Centromère

Constriction primaire

X. p., dans lequel le centromère est localisé et qui divise le chromosome en épaules.

Constrictions secondaires

Types de structure chromosomique

Il existe quatre types de structure chromosomique :

télocentrique(chromosomes en forme de bâtonnet avec un centromère situé à l'extrémité proximale) ;
acrocentrique(chromosomes en forme de bâtonnet avec un deuxième bras très court, presque imperceptible) ;
submétacentrique(avec des épaules de longueur inégale, ressemblant à la lettre L en forme);
métacentrique(Chromosomes en forme de V avec des bras de longueur égale).

Le type de chromosome est constant pour chaque chromosome homologue et peut être constant chez tous les membres de la même espèce ou du même genre.

Satellites (satellites)

zone nucléole

Zones du nucléole ( organisateurs de nucléoles) sont des zones particulières associées à l'apparition de certaines constrictions secondaires.

Chromonème

paranémique(les éléments de la spirale sont faciles à séparer) ;
plectonémique(les fils sont étroitement entrelacés).

Réarrangements chromosomiques

La violation de la structure des chromosomes se produit à la suite de changements spontanés ou provoqués (par exemple, après une irradiation).

Mutations géniques (ponctuelles) (changements au niveau moléculaire);
Aberrations (changements microscopiques visibles au microscope optique) :

chromosomes géants

Chromosomes polytènes

Chromosomes Lampbrush

Chromosomes bactériens

Il existe des preuves de la présence de protéines associées à l'ADN nucléoïde dans les bactéries, mais aucune histone n'y a été trouvée.

Littérature

E. de Robertis, V. Novinsky, F. Saez Biologie de la cellule. - M. : Mir, 1973. - S. 40-49.

voir également

Fondation Wikimédia. 2010 .

Voyez ce que sont les "chromosomes" dans d'autres dictionnaires :

- (de chromo ... et soma), organites du noyau cellulaire, qui sont porteurs de gènes et déterminent les héritages, les propriétés des cellules et des organismes. Ils sont capables de s'auto-reproduire, ont une individualité structurelle et fonctionnelle et la maintiennent en ligne ... ... Dictionnaire encyclopédique biologique

- [Dictionnaire de mots étrangers de la langue russe

- (du chromo... et du grec soma body) éléments structuraux du noyau cellulaire contenant l'ADN, qui contient l'information héréditaire de l'organisme. Les gènes sont disposés dans un ordre linéaire sur les chromosomes. Auto-duplication et distribution régulière des chromosomes le long de ... ... Grand dictionnaire encyclopédique

CHROMOSOMES, structures qui portent des informations génétiques sur le corps, qui ne sont contenues que dans les noyaux des cellules EUKARYOTIQUES. Les chromosomes ressemblent à des fils, ils sont constitués d'ADN et possèdent un ensemble spécifique de GÈNES. Chaque type d'organisme a une caractéristique ... ... Dictionnaire encyclopédique scientifique et technique

Chromosomes- Éléments structuraux du noyau cellulaire contenant de l'ADN, qui contient l'information héréditaire de l'organisme. Les gènes sont disposés dans un ordre linéaire sur les chromosomes. Chaque cellule humaine contient 46 chromosomes, divisés en 23 paires, dont 22 ... ... Grande Encyclopédie Psychologique

Chromosomes- Les chromosomes *temples* sont des éléments auto-reproducteurs du noyau cellulaire qui conservent leur identité structurelle et fonctionnelle et se colorent avec des colorants basiques. Ce sont les principaux supports matériels de l'information héréditaire : les gènes... ... La génétique. Dictionnaire encyclopédique