Каріотип. А - і В – хромосоми

Кожен вид живих організмів має індивідуальний набір хромосом, або каріотип.

Каріотипом називають сукупність ознак, згідно з якими можна ідентифікувати даний хромосомний набір: кількість хромосом, їх розміри, форма, що визначається насамперед, розміщенням перетяжок, супутників, чергуванням еу- та гетерохроматинових ділянок та ін. Таким чином, каріотип – це паспорт виду.

Особини різної статі можуть відрізнятися за кількістю хромосом (частіше на одну хромосому) або за розмірами одніє пари хромосом.

Хромосомні набори і зміни числа хромосом. Залежно від кількості хромосом визначають плоїдність клітин. Існує (1) диплоїдний набір, характерний для соматичних клітин, коли хромосоми виступають в гомологічних парах (позначається 2n). Гомологічні хромосоми в нормі є ідентичними за розмірами, морфологією та генетичною інформацією, яку вони містять, але можуть відрізнятися за алельним станом генів, які вони містять. У людини диплоїдний набір дорівнює 46 хромосомам.

(2) Гаплоїдний (зменшений влвічі) набір характерний для зрілих статевих клітин (n), для людини він становить 23 хромосоми. Трапляються випадки наявності у клітинах іншої кількості хромосом. Кратне збільшення числа хромосом відносно до гаплоїдного носить назву поліплоїдії, зокрема розрізняють тетраплоїдний (4n), пентаплоїдний (5n) та інші набори хромосом.

Найменше число хромосом мають самки підвиду мурах Myrmecia pilosula – лише пару хромосом на клітину. Самці мають тільки одну хромосому в кожній клітині.

Найбільше число хромосом на сьогодні знайдено у папороті Ophioglossum reticulatum, що має близько 630 пар хромосом, або 1260 хромосом на клітину.

Верхня межа числа хромосом не залежить від кількості ДНК яке в них входить: в американської амфібії Amphiuma ДНК приблизно в 30 разів більше, ніж у людини, і вона міститься в 14 хромосомах. Найменша хромосома амфібії більше найбільших хромосом людини. Таким чином велика кількість ДНК може не впливати на збільшення числа хромосом.

Каріотип можна зобразити графічно у вигляді ідіограми – схеми, на якій хромосоми розміщують у ряд згідно зменшенню довжини (рис. 4).

Дані про будову хромосомного комплексу використовуються каріосистематикою, яка вивчає структуру клітинного ядра у різних груп організмів. Таксономічне значення мають не тільки кількість і морфологія хромосом; враховуються такі показники, як кількість ДНК в ядрі, нуклеотидний склад ДНК, розподіл гетеро- і еухроматину, характер поперечної смугастості хромосом, який виникає при диференціальному забарвлюванні тощо. Для багатьох груп каріосистематика використовує найповнішу характеристику ядерного апарату. Завдяки цьому виявляють ступінь філогенетичної спорідненості окремих видів, оцінюють шляхи еволюції каріотипу, встановлюють походження домашніх тварин і культурних рослин, передбачають, якими будуть наслідки віддаленої гібридизації.

Рис. 4. Ідіограма хромосом людини відповідно денверській конвенції

У багатьох тварин і рослин поряд з хромосомами основного набору (А-хромосомами) виявляються додаткові, або надлишкові хромосоми, так звані В-хромосоми. Їх число, форма і розмір можуть бути різними у представників одного і того ж виду (в одних - дуже багато, а в інших - не бути зовсім).

Так, у сріблясто-чорних лисиць кількість В-хромосом варіює від 0 до 6, а у азіатській лісової миші - Apodemus peninsulae - від 0 до 17. Зараз відомо близько 500 видів тварин з В-хромосомами. У каріотипі ссавців В-хромосоми виявлені у багатьох видів гризунів, деяких хижаків та копитних. У людини, як і у інших приматів, В-хромосом немає. Наявність або відсутність додаткових хромосом, як правило, ніяк не позначається на фенотипі – зовнішньому вигляді та інших властивостях організма. Деякі вчені розглядають В-хромосоми як надлишкову або паразитарну ДНК, якої і так багато в геномах еукаріот. Інші вчені пов’язують наявність В-хромосом із екологічною пластичністю видів – ступінню пристосування до змінних фокторів середовища. Наприклад, для голонасінних рослин відмічено їх вплив на підвищення адаптаційних можливостей видів.