Молекулярная биология клетки: Учебно-методическое пособие по спецкурсу, страница 13

Каждая хромосома имеет первичную перетяжку, разделяющую хромосому на два плеча. В зоне первичной перетяжки располагается центромера или кинетохор. Правда, некоторые авторы придают в настоящее время термину кинетохор другое значение: так называют появляющуюся в мета- и анафазе в области центромеры зону, ответственную за взаимодействие с «кинетохорными микротрубочками» ахроматинового веретена.

Кроме первичной различают еще и вторичную перетяжку, которая чаще всего отделяет небольшой кусочек плеча хромосомы, называемый спутником. Такие хромосомы называют спутничными, а зона вторичной перетяжки зачастую содержит ядрышковый организатор и является местом формирования ядрышка.

По местоположению центромера в цитологии хромосомы делятся на следующие типы:

1) метацентрические – оба плеча равны;

2) субметацентрические – одно плечо больше другого;

3) акроцентрические – одно плечо очень маленькое;

4) телоцентрические – второе плечо практически неразличимо.

Таким образом, с учетом общей длины хромосом и их плеч, местоположения первичной перетяжки и центромеры, а также наличия вторичной перетяжки морфология большинства хромосом различается. Это и служит основой для изучения кариотипа для каждого вида и составления кариограммы. Однако зачастую этих параметров бывает недостаточно, особенно когда возникает необходимость легко и быстро идентифицировать отдельные хромосомы. По общей морфологии это сделать очень трудно, поэтому проводят дифференциальную окраску хромосом – специфическое окрашивание определенных зон хромосом (например, окрашивание для выявления А-Т-богатых зон хромосом или наоборот зон богатых Г-Ц-парами азотистых оснований). В настоящее время существует достаточно широкий спектр различных методов окрашивания, которые позволяют выявлять только специфические для каждого метода участки хромосом. Возникает полосатая исчерченность хромосом – характерная картина дифференциального окрашивания хромосом.

2.4.2.  Политенные хромосомы

Политенные хромосомы слюнных желез дрозофилы (и других двукрылых насекомых) – это идеальная модель для изучения как морфологии, так и функционирования хромосом. Под обычным микроскопом они видны в интерфазном ядре в гаплоидном количестве (ибо находятся в конъюгированном состоянии, как в мейозе) в виде крупных тяжей, состоящих из чередующихся темных и светлых поперечных полос (дисков) с расширениями (пуфами) в некоторых участках.

Само название политенных (поли – много, тенос – нить) хромосом связано с наличием в их составе вместо двух хроматид 1024 и более (что является результатом 9–10 циклов репликаций хромосомы). Именно поэтому, в отличие от всех прочих интерфазных хромосом, они и видны в обычном микроскопе в неделящемся ядре и их можно даже картировать, можно различать активно работающие зоны – пуфы, и зоны блокированные – гетерохроматиновые. Всего различают у дрозофилы около 5000 темных дисков, разделенных светлыми междисковыми районами. Местоположение и морфология их стабильны, что позволяет составить цитологическую карту хромосомы. С учетом того, что многие диски соответствуют генам или блокам генов, можно с некоторой степенью уверенности говорить об интерфазном картировании генов. При специфическом активировании некоторых генов в строго определенных участках происходит формирование пуфов – деспирализация ДНК в связи с ее транскрипцией, т. е. происходит визуализация гена в процессе его работы.

2.5.  Синтез ДНК и РНК

Синтез ДНК называется репликацией или редупликацией (удвоением), синтез РНК – транскрипцией (переписывание с ДНК). Синтез белка, проводимый рибосомой на матричной РНК, называется трансляцией, то есть, переводим с языка нуклеотидов на язык аминокислот.

2.5.1.  Репликация ДНК

Молекула ДНК (рис. 1.7), состоящая из двух спиралей, удваивается при делении клетки. Удвоение ДНК основано на том, что при расплетении нитей к каждой нити можно достроить комплементарную копию, таким образом получая две нити молекулы ДНК, копирующие исходную.

Рис. 2.10. Молекула ДНК