Значення хромосомної організації генетичної інформації. Функції хромосом

Хромосоми - це нуклеопротеїнові тіла, в яких зберігається, передається потомству і реалізується спадкова інформація. Хромосоми були вперше описані Е.Страсбургером під час дослідження мітозу у рослин в 1875-1879 р.р. і В.Флемінгом у 1879 р. у тварин.

Власне термін “хромосома” був запропонований у 1888 р. В.Вальдейєром. Хромосоми отримали назву від того, що в період мітотичного поділу, коли вони конденсуються, – добре забарвлюються лужними барвниками (від грец. chromos – забарвлений, soma – тіло).

Внесок хромосом в явища спадковості:

1. оптимізація реплікації та передачі великого об’єму ДНК у еукаріот в ряду поколінь клітин і організмів із статевим розмноженням.

2. незалежне моногенне успадкування доповнюється частково або повністю зчепленим.

3. перехід до лінійної форми подвійної спіралі ДНК зумовив нові форми регуляції активності генів (еу- і гетеро хроматизація, ефект розміщення гена відносно гетерохроматинових ділянок, нуклеогістоновий комплекс і нуклеосомна компактизація ДНК, взаємодія ДНК із лужними та кислими білками, впорядковане взаємо розміщення хромосом у ядрі, кросинговер у мейозі).

4. регуляція активності генів шляхом хімічної модифікації, введення у іРНК сервісних послідовностей.

5. розширення і ускладнення регуляторних механізмів у багатоклітинних організмів – використання генетичної інформації частинами (у часі, за типом клітин, погоджена коекспресія функціонально пов’язаних генів, наприклад, – α-ланцюгів (хр.16) і β-ланцюгів (хр.11) глобінів людини).

Внесок хромосомного рівня в явище мінливості:

1. хромосомні та геномні мутації.

2. комбінативна мінливість (за рахунок випадкового розподілу хромосом в анафазі І, кросинговеру, випадкового сполучення гамет під час запліднення).

Функції хромосом:

1. інформаційна збереження спадкового матерілу – ДНК: близько 90 % ДНК еукаріотичної клітини зосереджено в хромосомах ядра, приблизно 10 % ДНК тваринної клітини знаходиться в мітохондріях, у рослин, крім мітохондрій, власну ДНК мають пластиди.

2. структурно-організаційна: декондесований стан хроматину в інтерфазному ядрі забезпечує умови для реплікації ДНК та подвоєння хромосом, конденсований забезпечує рух хромосом під час поділу.

3. транскрипційна: хромосомний рівень організації ДНК дозволяє регулювати транскрипцію генів (вибіркова конденсація хроматину – еу- та гетеро хроматинові ділянки, модифікація білків та ін.).

4. рекомбінаційна: організація генів у хромосоми дозволяє передавати значну їх частину разом, зчеплено, одночасно дозволячи певний рівень комбінативної мінливості.

5. сегрегаційна: хромосомний рівень організації ДНК дозволяє точно розподіляти генетичну інформацію у подвоєних хромосомах в дочірні клітини в мітозі, зменшити вдвічі кількість генетичної інформації (хромосом) внаслідок мейотичного поділу.