Structura cromozomilor

  • View
    1.712

  • Download
    7

Embed Size (px)

Transcript

Structura cromozomilor. Categorii de cromozomiStudente: Tita Elena Alina Baiasu Andreea Diana Stoiculescu Corina

Cromozomii In 1888 W. Waldeyer introduce in biologie notiunea de cromozom si precizeaza ca in timpul diviziunii nucleul se imparte constant in doua entitati egale din punct de vedere al continutului in aceste structuri. Cromozomii au fost ulterior identificati ca substrat al informatiei ereditare. Waldeyer preciza ca un cromozom reprezinta corpusculul colorat, vizibil in fimpul diviziunii celulare.

Ce sunt cromozomii?Cromozomii indiferent de modul de organizare fizica si moleculara,sunt unitati genetice permanente,care isi conserva individualitatea,proprietatile structural- functionale si se transmit de-a lungul generatiilor celulare.

Diviziunea celulara Se realizeaza pe doua cai: directa (amitoza) si indirecta (cariochineza) Diviziunea cariochinetica este caracteristica celulelor eucariote, poate fi tipica si alotipica, adica- mitotica -meiotica

Diviziunea mitotica Mitoza este diviziunea celulara indirecta, indispensabila proceselor de crestere, diferentiere si reparatie tisulara, a fost descrisa pentru prima oara de catre Fleming la animale si de catre Strasburger la plante. Ciclul celular al diviziunii mitotice cuprinde doua etape: -interfaza -diviziunea propriu-zisa

InterfazaIn interfaza cromozomii sunt optic invizibili, zonele eucromatice fiind despiralizate si hidratate, tocmai pentru a fi posibile autoreplicarea si transcriptia. Interfaza reprezinta o perioada extrem de activa in cadrul ciclului celular si in consecinta la sfarsitul interfazei fiecare cromozom este duplicat, adica este bicromatidic. Filamentele cromozomiale sunt mai bine conturate si se observa, destul de clar, intreaga cromonemata.

Diviziunea propriu-zisaAre mai multe etape si anume: profaza, metafaza, anafaza, telofaza. Profaza in aceasta etapa cromozomii se delimiteaza tot mai clar, cromatidele devin vizibile, girii cromatidieni se contureaza si dau aspect de lant cromomeric. Centromerul apara in pozitia caracteristica fiecarui cromozom divizandu-l in doua brate. Spre sfarsitul profazei nucleolii dispar si in citoplasma se delimiteaza un corpuscul fin numit centrosom, care era divizat inca din interfaza in doi centrioli care vor migra in timpul profazei spre cei doi poli ai celulei.

MetafazaIn metafaza cromozomii sunt bine delimitati si plutesc in sucul nuclear numit cariolimfa. Metafaza reprezinta stadiul cel mai potriviit pentru descrierea cromozomilor. In metafaza toti cromozomii unei celule sunt dispusi in placa ecuatoriala, atasati de fibrele fusului acromatic.

AnafazaEste etapa in care cromatidele incep sa migreze spre cei doi poli celulari.

TelofazaIncheie ciclul diviziunii celulare. Pe parcursul derularii telofazei cromozomii sufera procese inverse celor din timpul profazei. Miscarile giratorii ale cromatidelor au loc in sens invers, favorizand hidratarea. Iau nastere celule fiice cu numar identic de cromozomi, numar identic cu cel al celulei mama. Dupa toate aceste procese celula este pregatita pentru o noua diviziune.

Diviziunea meiotica (diviziunea reductionala) Meioza reprezinta tipul de diviziune celulara caracteristica organismelor cu alternanta de faze. Prin intermediul meiozei are loc reducerea la jumatate a numarului de cromozomi al celulei somatice. Meioza este mai complicata decat mitoza si are o durata mai mare de timp. Aceasta se compune din doua diviziuni succesive: diviziunea I meiotica si diviziunea II meiotica.

Diviziunea I meiotica

Se caracterizeaza prin faptul ca numarul de cromozomi din celulele fiice se reduce la jumatate, comparativ cu numarul cromozomilor din celula mama (cea care a intrat in diviziune). Profaza I. poate dura de la cateva ore la cateva zile. Sub fazele profazei I sunt: proleptoten, leptoten, zigoten, pachiten, diploten, diachineza. Metafaza I. cromozomii se dispun pe fibrele fusului, in zona ecuatoriala astfel incat centrumerul unui cromozom din complexul bivalent este orientat spre un pol, iar celalalt spre polul opus. Anafaza I. fiecare cromozom bicromatidic isi continua deplasarea spre polul celular spre care s-a orientat inca din matafaza. Telofaza I. cromozomii bicromatidici au ajuns la fiecare din cei doi poli.

Meioza. Diviziunea reductional: a) profaza I; b) metafaza I; c) anafaza I; d) telofaza I.

Diviziunea II meiotica

Profaza II incepe prin respiralizarea cromozomilor. Metafaza II cromozomii bicromatidici se ataseaza cu centromerul la fibrele fusului in planul ecuatorial. Anafaza II cromatidele surori ale fiecarui cromozom se impart si se indreapta catre polii celulari, catre polii fusului celular. Telofaza II cromozomii monocromatidici odata ajunsi la polii fusului de diviziune intre intr-un sir de procese in sens invers celor din profaza (cromozomii se alungesc, se subtiaza si se hidrateaza puternic).

Meioza. Diviziunea ecvational: a) profaza II; b) metafaza II; c) anafaza II; d) telofaza II.

Structura moleculara a cromozomilor la procarioteSe stie ca procariotele nu au nuclei prevazuti cu o membrana nucleara, nu se divid prin mitoza si meioza, nu au fus nuclear si nu au un ciuclu de condensare a cromozomilor. Procariotele au un singur cromozom alcatuit din ADN sau ARN si deci un singur grup de linkage a genelor. In prezent, in grupul procariotelor sunt incluse : -organisme de tip acelular: virusurile si viroizii -organisme de tip celular : eubacteriile, algele verzi si arhebacteriile Cromozomul la procariote Virusurile au genonul reprezentat de un cromozom de forma circulara sau lineara, in care sunt dispuse genele intr-o anumita ordine. Cromozomul viral este reprezentat de o macromolecula de ADN sau ARN . Bacteriile au un singur cromozom de forma circulara reprezentat de o macromolecula de AND bicatenar

Structura moleculara a cromozomilor la eucarioteMaterialul genetic este reprezentat dintr-un genom nuclear i un genom extranuclear (reprezentat din genomul mitocondrial i, n cazul celulelor vegetale, i din genom cloroplastic). Genomul nuclear cuprinde un set de molecule lineare de ADN, fiecare reprezentnd uncromozom. F r excep ie, toate eucariotele au cel pu in 2 cromozomi care ntotdeauna sunt lineari.Singura varia ie care se nregistreaz este cea referitoare la num rul de cromozomi, care ns nu estecorelat cu caracteristicile biologice sau cu pozi ia evolutiv a organismului respectiv. Cromozomii eucario i sunt separa i de citoplasm prin membrana nuclear i, ca urmare,transcrierea i traducerea sunt separate n timp i spa iu una de cealalt ; n contrast, la procariote, celedou procese se de sf oar aproximativ simultan.

Categorii de cromozomiA. Cromozomi principali. Sunt cromozomii cu cea mai larga raspandire, altfel spus cromozomii caror prezenta este considerata normala pentru celulele somatice si pentru cele sexuale normale si sunt grupati in doua clase : cromozomi A si cromozomi B. Cromozomii A sunt comozomi tipici, normali ai complementului cromozomial ce defineste o specie. Ei se comporta constant atat sub aspect tipologic cat si sub aspect numeric. Cromozomii B supranumiti si cromozomi accesorii sau suplimentari, sunt cromozomi aflati in exces, putand fii in numar variabil atat la plante cat si la animale.

B. Cromozomii secundari (uriasi) sunt acei cromozomi carecoexista cu cromozomii A si B numai in anumite celule. In aceasta categorie intra cromozomii uriasi sau politenici din glandele salivare de la Drosophila melanogaster, Chironomidae, si alte insecte, cromozomii lampbrush (perie de lampa) prezenti in oocitele vertrebratelor, in profaza meiozei. Cromozomii uriasi sunt de doua categori : -cromozomi politenici -cromozomi in perie de lampa

Cromozomii politenici Cromozomii politenici au fost descoperiti de catre E. Balbiani in 1881 in glandele salivare de Chironomus. Ca dimensiune ei depasesc de 100-200 ori lungimea cromozomilor normali. Cromozomii politenici au fost depistati si in unele celule somatice ale larvelor de diptere (cum ar fi tubul digestiv), fiind prezenti chiar si la unele plante si la alte specii de nevertebrate.

Polytene chromosomes alongside normal mitotic chromosomes.

Cromozomii lampbrush (perie de lampa)Sunt tot cromozomi uriasi. Forma lor se datoreaza conjugarii cromozomilor omologi intr-un singur complex. Cromozomii sunt puternic despiralizati si formeaza bucle simetrice cu orientare perpendiculara bpe axul complexului. Cromozomii de tip lampbrush sunt prezenti in oocitele amfibienilor, molustelor, echinodernelor, pestilor, reptilelor, la unele mamifere si chiar la ceapa.Cromozomi in perie de lampa la o bucla marita : 1. Axa cromozomului, 2. Fibrele cromozomale, 3. Matrix (ARN si proteine)

Cromozomii sexualiCromozomii sexuali difera de autozomi si se comporta diferit fata de acestia.Cromozomii sexuali sunt cromozomi care sunt diferiti la cele doua sexe si contribuie la determinismul genetic al sexelor si se numesc heterozomi.Daca exista heterozomi avem un determinism cromozomial al sexelor. Numarul haploid de cromozomi al speciilor diploide stramosesti au capatat denumirea de genom si se noteaza cu X. In general numarul de cromozomi este stabil si caractreristic pentru celulele fiecarei specii. Forma cromozomilor constituie de asemenea o caracteristica de gen si specie.

Cromozomii somaticiAcestia poarta numele de autozomi si configuratia lor este dependenta de pozitia centromerului.Descrierea cromozomilor se face incepand cu metafaza si sfarsitul profazei.

Somatic chromosomes of Vernonia. A: V. aurea, B: V. chalybaea. C: V. cincta, D: V. cotoneaster, V. platensis, F: V. saltensis,