Il termine cromosoma è stato proposto per la prima volta da V. È molto difficile identificare i corpi cromosomici nei nuclei delle cellule interfase utilizzando metodi morfologici. I cromosomi stessi, come corpi chiari e densi chiaramente visibili al microscopio ottico, vengono rivelati solo poco prima della divisione cellulare.
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Lezione n. 6
CROMOSOMI
I cromosomi sono la principale struttura funzionale autoriproduttiva del nucleo, in cui è concentrato il DNA e alla quale sono associate le funzioni del nucleo. Il termine “cromosomi” fu proposto per la prima volta da W. Waldeyer nel 1888.
È molto difficile identificare i corpi cromosomici nei nuclei delle cellule interfase utilizzando metodi morfologici. I cromosomi stessi, come corpi chiari e densi, chiaramente visibili al microscopio ottico, vengono rivelati solo poco prima della divisione cellulare. Nell'interfase stessa i cromosomi come corpi densi non sono visibili, poiché si trovano in uno stato allentato e decondensato.
Numero e morfologia dei cromosomi
Il numero di cromosomi è costante per tutte le cellule di una data specie animale o vegetale, ma varia in modo significativo tra i diversi oggetti. Non è correlato al livello di organizzazione degli organismi viventi. Gli organismi primitivi possono avere molti cromosomi, mentre quelli altamente organizzati ne hanno molti meno. Ad esempio, in alcuni radiolari il numero di cromosomi raggiunge 1000-1600. Il detentore del record tra le piante per il numero di cromosomi (circa 500) è la felce erbacea, il gelso ha 308 cromosomi; Diamo esempi del contenuto quantitativo di cromosomi in alcuni organismi: gamberi 196, esseri umani 46, scimpanzé 48, grano tenero 42, patate 18, moscerini della frutta 8, mosche domestiche 12. Il numero più piccolo di cromosomi (2) si osserva in uno delle razze Ascaris, la pianta Asteraceae Haplopapus ha solo 4 cromosomi.
La dimensione dei cromosomi varia ampiamente tra i diversi organismi. Pertanto, la lunghezza dei cromosomi può variare da 0,2 a 50 micron. I cromosomi più piccoli si trovano in alcuni protozoi, funghi e alghe; cromosomi molto piccoli si trovano nel lino e nelle canne marine; sono così piccoli che sono difficili da vedere con un microscopio ottico. I cromosomi più lunghi si trovano in alcuni insetti ortotteri, anfibi e liliacee. La lunghezza dei cromosomi umani è compresa tra 1,5 e 10 micron. Lo spessore dei cromosomi varia da 0,2 a 2 micron.
La morfologia dei cromosomi viene studiata al meglio nel momento della loro massima condensazione, in metafase e all'inizio dell'anafase. I cromosomi degli animali e delle piante in questo stato sono strutture a forma di bastoncino di diversa lunghezza con uno spessore abbastanza costante nella maggior parte dei cromosomi è facile trovare la zona;costrizione primaria, che divide il cromosoma in due spalla . Nell'area della costrizione primaria c'è centromero o cinetocore . È una struttura a forma di disco, a forma di piastra. È collegato da sottili fibrille al corpo del cromosoma nella regione della costrizione. Il cinetocore è poco compreso strutturalmente e funzionalmente; È noto quindi che è uno dei centri di polimerizzazione della tubulina; da esso si sviluppano i fasci di microtubuli del fuso mitotico, che si dirigono verso i centrioli. Questi fasci di microtubuli prendono parte al movimento dei cromosomi verso i poli della cellula durante la mitosi. Alcuni cromosomi ce l'hannocostrizione secondaria. Quest'ultimo si trova solitamente vicino all'estremità distale del cromosoma e ne separa una piccola sezione satellitare . La dimensione e la forma del satellite sono costanti per ciascun cromosoma. Anche la dimensione e la lunghezza delle costrizioni secondarie sono molto costanti. Alcune costrizioni secondarie sono regioni specializzate dei cromosomi associate alla formazione del nucleolo (organizzatori nucleolari), altre non sono associate alla formazione del nucleolo e il loro ruolo funzionale non è completamente compreso; I bracci dei cromosomi terminano in sezioni terminali telomeri. Le estremità telomeriche dei cromosomi non sono in grado di unirsi con altri cromosomi o con i loro frammenti, a differenza delle estremità dei cromosomi prive di regioni telomeriche (a causa di rotture), che possono unirsi alle stesse estremità rotte di altri cromosomi.
In base alla localizzazione della costrizione primaria (centromero), si distinguono: tipi di cromosomi:
1. metacentricoil centromero si trova al centro, i bracci sono uguali o quasi di lunghezza, in metafase si acquisisce forma a V;
2. submetacentricola costrizione primaria è leggermente spostata su uno dei poli, un braccio è leggermente più lungo dell'altro, in metafase ha Forma a L;
3. acrocentricoil centromero è fortemente spostato verso uno dei poli, un braccio è molto più lungo dell'altro, non si piega in metafase e ha forma bastoncellare;
4. telocentricoIl centromero si trova all'estremità del cromosoma, ma tali cromosomi non sono stati trovati in natura.
Di solito ogni cromosoma ha un solo centromero (cromosomi monocentrici), ma possono essere presenti cromosomi dicentrico (con 2 centromeri) epolicentrico(possiede molti centromeri).
Esistono specie (ad esempio i carici) in cui i cromosomi non contengono regioni centromeriche visibili (cromosomi con centromeri localizzati diffusamente). Si chiamano acentrico e non sono in grado di eseguire movimenti ordinati durante la divisione cellulare.
Composizione chimica dei cromosomi
I componenti principali dei cromosomi sono il DNA e le proteine basiche (istoni). Complesso del DNA con istonidesossiribonucleoproteina(DNP) costituisce circa il 90% della massa di entrambi i cromosomi isolati dai nuclei interfase e dei cromosomi delle cellule in divisione. Il contenuto di DNP è costante per ciascun cromosoma di una data specie di organismo.
Tra i componenti minerali, i più importanti sono gli ioni calcio e magnesio, che conferiscono plasticità ai cromosomi e la loro rimozione rende i cromosomi molto fragili.
Ultrastruttura
Ogni cromosoma mitotico è coperto sopra pellicola . Dentro c'è matrice , in cui si trova un filo DNP ritorto a spirale con uno spessore di 4-10 nm.
Le fibrille elementari del DNP sono il componente principale incluso nella struttura dei cromosomi mitotici e meiotici. Pertanto, per comprendere la struttura di tali cromosomi, è necessario sapere come sono organizzate queste unità come parte del corpo cromosomico compatto. Lo studio intensivo dell'ultrastruttura cromosomica è iniziato a metà degli anni '50 del secolo scorso, associato all'introduzione della microscopia elettronica nella citologia. Esistono 2 ipotesi per l'organizzazione dei cromosomi.
1). Unimuto l'ipotesi afferma che sul cromosoma è presente una sola molecola DNP a doppio filamento. Questa ipotesi ha conferme morfologiche, autoradiografiche, biochimiche e genetiche, che rendono questo punto di vista oggi il più popolare, poiché almeno per un certo numero di oggetti (drosophila, lievito) è dimostrato.
2). Polinemico l'ipotesi è che diverse molecole di DNP a doppio filamento siano combinate in un fascio cromonema e, a loro volta, 2-4 cromonemi, torcendosi, formano un cromosoma. Quasi tutte le osservazioni del polinemismo cromosomico sono state effettuate utilizzando un microscopio ottico su oggetti botanici con cromosomi di grandi dimensioni (gigli, cipolle varie, fagioli, tradescantia, peonia). È possibile che i fenomeni di polinemia osservati nelle cellule delle piante superiori siano caratteristici solo di questi oggetti.
Pertanto, è possibile che esistano diversi principi per l'organizzazione strutturale dei cromosomi negli organismi eucarioti.
Nelle cellule in interfase, molte regioni dei cromosomi sono despiralizzate, il che è associato al loro funzionamento. Si chiamano eucromatina. Si ritiene che le regioni eucromatiche dei cromosomi siano attive e contengano l'intero insieme principale di geni della cellula o dell'organismo. L'eucromatina si osserva sotto forma di granularità fine o non è affatto visibile nel nucleo di una cellula interfasica.
Durante la transizione cellulare dalla mitosi all'interfase, alcune zone di cromosomi diversi o addirittura interi cromosomi rimangono compatti, spiralizzati e ben colorati. Queste zone sono chiamate eterocromatina . È presente nella cellula sotto forma di grani grossolani, grumi e scaglie. Le regioni eterocromatiche si trovano solitamente nelle regioni telomeriche, centromeriche e perinucleolari dei cromosomi, ma possono anche far parte delle loro parti interne. La perdita di sezioni anche significative di regioni eterocromatiche dei cromosomi non porta alla morte cellulare, poiché queste non sono attive e i loro geni non funzionano temporaneamente o permanentemente.
La matrice è un componente dei cromosomi mitotici di piante e animali, rilasciato durante la despiralizzazione dei cromosomi e costituito da strutture fibrillare e granulari di natura ribonucleoproteica. Forse il ruolo della matrice è il trasferimento di materiale contenente RNA da parte dei cromosomi, necessario sia per la formazione dei nucleoli che per il ripristino del carioplasma stesso nelle cellule figlie.
Insieme dei cromosomi. Cariotipo
La costanza di caratteristiche quali dimensione, posizione delle costrizioni primarie e secondarie, presenza e forma dei satelliti determina l'individualità morfologica dei cromosomi. Grazie a questa individualità morfologica, in molte specie di animali e piante è possibile riconoscere qualsiasi insieme cromosomico in qualsiasi cellula in divisione.
Viene chiamata la totalità del numero, dimensione e morfologia dei cromosomi cariotipo di questo tipo. Un cariotipo è come il volto di una specie. Anche in specie strettamente imparentate, i corredi cromosomici differiscono tra loro o per il numero di cromosomi, o per la dimensione di almeno uno o più cromosomi, o per la forma dei cromosomi e la loro struttura. Di conseguenza, la struttura del cariotipo può essere un carattere tassonomico (sistematico), sempre più utilizzato nella tassonomia di animali e piante.
Viene chiamata una rappresentazione grafica di un cariotipo idiogramma.
Viene chiamato il numero di cromosomi nelle cellule germinali mature aploide (indicato con n ). Le cellule somatiche contengono il doppio del numero di cromosomi insieme diploide (2n ). Vengono chiamate le cellule che hanno più di due corredi di cromosomi poliploide (3 n, 4 n, 8 n, ecc.).
L'insieme diploide contiene cromosomi accoppiati che sono identici per forma, struttura e dimensione, ma hanno origini diverse (uno è materno, l'altro è paterno). Si chiamano omologo.
In molti animali dioici superiori dell'insieme diploide ci sono uno o due cromosomi spaiati che differiscono nei maschi e nelle femmine, questo sessuale cromosomi. I restanti cromosomi vengono chiamati autosomi . Sono stati descritti casi in cui un maschio ha un solo cromosoma sessuale e una femmina ne ha due.
In molti pesci, mammiferi (compresi gli esseri umani), alcuni anfibi (rane del genere rana ), insetti (coleotteri, Ditteri, Ortotteri), il cromosoma grande è indicato con la lettera X, e quello piccolo con la lettera Y. In questi animali, nel cariotipo della femmina, l'ultima coppia è rappresentata da due cromosomi XX, e nel maschio, dai cromosomi XY.
Negli uccelli, nei rettili, in alcune specie di pesci, in alcuni anfibi (anfibi dalla coda) e nelle farfalle, il sesso maschile ha gli stessi cromosomi sessuali ( WW -cromosomi), e la femmina è diversa ( cromosomi WZ).
In molti animali e nell'uomo, nelle cellule degli individui di sesso femminile, uno dei due cromosomi sessuali non funziona e quindi rimane interamente in uno stato a spirale (eterocromatina). Si trova nel nucleo interfase sotto forma di nodulocromatina sessualealla membrana nucleare interna. Entrambi i cromosomi sessuali funzionano per tutta la vita nel corpo maschile. Se nei nuclei delle cellule di un uomo viene rilevata la cromatina sessuale, ciò significa che ha un cromosoma X in più (malattia di Kleinfelter XXY). Ciò può verificarsi a causa di una compromissione della spermatogenesi o dell'ovogenesi. Lo studio del contenuto della cromatina sessuale nei nuclei interfase è ampiamente utilizzato in medicina per diagnosticare le malattie cromosomiche umane causate da uno squilibrio dei cromosomi sessuali.
Cambiamenti del cariotipo
I cambiamenti nel cariotipo possono essere associati a un cambiamento nel numero di cromosomi o ad un cambiamento nella loro struttura.
Cambiamenti quantitativi nel cariotipo: 1) poliploidia; 2) aneuploidia.
Poliploidia questo è un aumento multiplo del numero di cromosomi rispetto all'aploide. Di conseguenza, invece delle normali cellule diploidi (2 N ) si formano, ad esempio, triploidi (3 N ), tetraploide (4 N ), ottaploid (8 N ) cellule. Pertanto, nelle cipolle, le cui cellule diploidi contengono 16 cromosomi, le cellule triploidi contengono 24 cromosomi e le cellule tetraploidi contengono 32 cromosomi. Le cellule poliploidi sono di grandi dimensioni e hanno una maggiore vitalità.
La poliploidia è diffusa in natura, soprattutto tra le piante, molte delle quali sono nate a seguito di molteplici raddoppiamenti del numero di cromosomi. La maggior parte delle piante coltivate, ad esempio il grano tenero, l'orzo multifilare, le patate, il cotone e la maggior parte delle piante da frutto e ornamentali, sono poliploidi presenti in natura.
Sperimentalmente, le cellule poliploidi si ottengono più facilmente mediante l'azione di un alcaloide colchicina o altre sostanze che interrompono la mitosi. La colchicina distrugge il fuso, in modo che i cromosomi già duplicati rimangano sul piano equatoriale e non divergano ai poli. Dopo la cessazione dell'azione della colchicina, i cromosomi formano un nucleo comune, ma più grande (poliploide). Durante le divisioni successive, i cromosomi raddoppieranno nuovamente e si sposteranno verso i poli, ma ne rimarrà il doppio. I poliploidi ottenuti artificialmente sono ampiamente utilizzati nella selezione delle piante. Sono state create varietà di barbabietola da zucchero triploide, segale tetraploide, grano saraceno e altre colture.
Negli animali la poliploidia completa è molto rara. Ad esempio, nelle montagne del Tibet vive una delle specie di rane, la cui popolazione in pianura ha un set cromosomico diploide, e le popolazioni di alta montagna hanno un triploide, o addirittura tetraploide.
Nell'uomo, la poliploidia porta a conseguenze fortemente negative. La nascita di bambini affetti da poliploidia è estremamente rara. Di solito la morte dell'organismo avviene nello stadio di sviluppo embrionale (circa il 22,6% di tutti gli aborti spontanei sono causati dalla poliploidia). Va notato che la triploidia si verifica 3 volte più spesso della tetraploidia. Se tuttavia nascono bambini con sindrome triploidia, presentano anomalie nello sviluppo degli organi esterni ed interni, sono praticamente non vitali e muoiono nei primi giorni dopo la nascita.
La poliploidia somatica è più spesso osservata. Pertanto, nelle cellule del fegato umano, con l'età, le cellule in divisione diventano sempre meno, ma aumenta il numero di cellule con un nucleo grande o due nuclei. La determinazione della quantità di DNA in tali cellule mostra chiaramente che sono diventate poliploidi.
Aneuploidia si tratta di un aumento o diminuzione del numero di cromosomi che non è multiplo del numero aploide. Gli organismi aneuploidi, cioè gli organismi in cui tutte le cellule contengono serie di cromosomi aneuploidi, sono generalmente sterili o scarsamente vitali. Come esempio di aneuploidia, consideriamo alcune malattie cromosomiche umane. Sindrome di Kleinfelter: le cellule del corpo maschile hanno un cromosoma X in più, che porta ad un sottosviluppo fisico generale del corpo, in particolare al suo sistema riproduttivo, e ad anomalie mentali. Sindrome di Down: nella 21a coppia è contenuto un cromosoma in più, che porta a ritardo mentale, anomalie degli organi interni; la malattia è accompagnata da alcuni segni esterni di demenza e si manifesta negli uomini e nelle donne. La sindrome di Turner è causata dalla mancanza di un cromosoma X nelle cellule del corpo femminile; si manifesta nel sottosviluppo del sistema riproduttivo, nell'infertilità e nei segni esterni di demenza. Se nelle cellule del corpo maschile manca un cromosoma X, la morte avviene allo stadio embrionale.
Le cellule aneuploidi si formano costantemente in un organismo multicellulare a causa dell'interruzione del normale corso della divisione cellulare. Di norma, tali cellule muoiono rapidamente, ma in alcune condizioni patologiche del corpo si riproducono con successo. Un'elevata percentuale di cellule aneuploidi è caratteristica, ad esempio, di molti tumori maligni dell'uomo e degli animali.
Cambiamenti strutturali nel cariotipo.I riarrangiamenti cromosomici, o aberrazioni cromosomiche, si verificano a seguito di rotture singole o multiple di cromosomi o cromatidi. I frammenti cromosomici nei siti di rottura sono in grado di connettersi tra loro o con frammenti di altri cromosomi nel set. Le aberrazioni cromosomiche sono dei seguenti tipi. Cancellazione questa è la perdita della sezione centrale del cromosoma. Differenza questo è il distacco della sezione terminale di un cromosoma. Inversione strappando una sezione di un cromosoma, ruotandolo di 180 0 e unendosi allo stesso cromosoma; questo sconvolge l'ordine dei nucleotidi. Duplicazione staccare una sezione di un cromosoma e attaccarla a un cromosoma omologo. Traslocazione staccare una sezione di un cromosoma e attaccarla ad un cromosoma non omologo.
Come risultato di tali riarrangiamenti, si possono formare cromosomi dicentrici e acentrici. Grandi delezioni, differenziazioni e traslocazioni cambiano radicalmente la morfologia dei cromosomi e sono chiaramente visibili al microscopio. Piccole delezioni e traslocazioni, così come inversioni, vengono rilevate dai cambiamenti nell'ereditarietà dei geni localizzati nelle regioni dei cromosomi interessati dal riarrangiamento e dai cambiamenti nel comportamento dei cromosomi durante la formazione dei gameti.
I cambiamenti strutturali nel cariotipo portano sempre a conseguenze negative. Ad esempio, la sindrome del “grido del gatto” è causata da una mutazione (divisione) cromosomica nella 5a coppia di cromosomi nell'uomo; si manifesta con uno sviluppo anomalo della laringe, che porta a un miagolio invece del normale pianto nella prima infanzia, e con un ritardo nello sviluppo fisico e mentale.
Reduplicazione dei cromosomi
La base del raddoppio (riduplicazione) dei cromosomi è il processo di riduplicazione del DNA, cioè il processo di autoriproduzione delle macromolecole di acido nucleico, garantendo la copia accurata delle informazioni genetiche e la sua trasmissione di generazione in generazione. La sintesi del DNA inizia con la divergenza dei filamenti, ciascuno dei quali funge da modello per la sintesi di un filamento figlia. I prodotti della duplicazione sono due molecole di DNA figlie, ciascuna delle quali è costituita da un filamento genitore e da un filamento figlia. Un posto importante tra gli enzimi di duplicazione è occupato dalla DNA polimerasi, che effettua la sintesi ad una velocità di circa 1000 nucleotidi al secondo (nei batteri). La duplicazione del DNA è semi-conservativa, cioè durante la sintesi di due molecole figlie di DNA, ciascuna di esse contiene una catena “vecchia” e una “nuova” (questo metodo di duplicazione è stato dimostrato da Watson e Crick nel 1953). I frammenti sintetizzati durante la duplicazione su un filamento vengono "reticolati" dall'enzima DNA ligasi.
La duplicazione coinvolge proteine che svolgono la doppia elica del DNA, stabilizzano le sezioni non attorcigliate e impediscono alle molecole di rimanere impigliate.
La duplicazione del DNA negli eucarioti avviene più lentamente (circa 100 nucleotidi al secondo), ma simultaneamente in molti punti di una molecola di DNA.
Poiché la sintesi proteica avviene contemporaneamente alla duplicazione del DNA, si può parlare di duplicazione dei cromosomi. Studi condotti negli anni '50 del XX secolo hanno dimostrato che non importa quanti filamenti di DNA disposti longitudinalmente contengono i cromosomi di organismi di specie diverse, durante la divisione cellulare i cromosomi si comportano come se fossero costituiti da due subunità che si duplicano simultaneamente. Dopo la duplicazione, che avviene nell'interfase, ogni cromosoma risulta doppio e anche prima che inizi la divisione nella cellula, tutto è pronto per una distribuzione uniforme dei cromosomi tra le cellule figlie. Se la divisione non avviene dopo la duplicazione, la cellula diventa poliploide. Durante la formazione dei cromosomi politenici, i cromosomi vengono duplicati, ma non divergono, a causa dei quali si ottengono cromosomi giganti con un numero enorme di cromosomi.
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Dai libri di testo di biologia scolastica, tutti hanno acquisito familiarità con il termine cromosoma. Il concetto fu proposto da Waldeyer nel 1888. Si traduce letteralmente come corpo dipinto. Il primo oggetto di ricerca è stata la mosca della frutta.
Informazioni generali sui cromosomi animali
Un cromosoma è una struttura nel nucleo cellulare che immagazzina informazioni ereditarie. Sono formati da una molecola di DNA che contiene molti geni. In altre parole, un cromosoma è una molecola di DNA. La sua quantità varia tra i diversi animali. Quindi, ad esempio, un gatto ne ha 38 e una mucca ne ha 120. È interessante notare che i lombrichi e le formiche hanno i numeri più piccoli. Il loro numero è di due cromosomi e il maschio di quest'ultimo ne ha uno.
Negli animali superiori, così come nell'uomo, l'ultima coppia è rappresentata dai cromosomi sessuali XY nei maschi e XX nelle femmine. Va notato che il numero di queste molecole è costante per tutti gli animali, ma il loro numero differisce in ciascuna specie. Ad esempio, possiamo considerare il contenuto dei cromosomi in alcuni organismi: scimpanzé - 48, gamberi - 196, lupi - 78, lepre - 48. Ciò è dovuto al diverso livello di organizzazione di un particolare animale.
Una nota! I cromosomi sono sempre disposti a coppie. I genetisti sostengono che queste molecole sono portatrici sfuggenti e invisibili dell'ereditarietà. Ogni cromosoma contiene molti geni. Alcuni credono che maggiore è il numero di queste molecole, più sviluppato è l'animale e più complesso è il suo corpo. In questo caso, una persona non dovrebbe avere 46 cromosomi, ma più di qualsiasi altro animale.
Quanti cromosomi hanno i diversi animali?
Devi prestare attenzione! Nelle scimmie, il numero di cromosomi è vicino a quello degli esseri umani. Ma i risultati sono diversi per ciascuna specie. Quindi, diverse scimmie hanno il seguente numero di cromosomi:
- I lemuri hanno 44-46 molecole di DNA nel loro arsenale;
- Scimpanzé – 48;
- Babbuini – 42,
- Scimmie – 54;
- Gibboni – 44;
- Gorilla – 48;
- Orango – 48;
- Macachi - 42.
La famiglia dei cani (mammiferi carnivori) ha più cromosomi delle scimmie.
- Quindi il lupo ne ha 78,
- il coyote ne ha 78,
- la piccola volpe ne ha 76,
- ma quello ordinario ne ha 34.
- Gli animali predatori leone e tigre hanno 38 cromosomi.
- L'animale domestico del gatto ne ha 38, mentre il suo cane avversario ne ha quasi il doppio: 78.
Nei mammiferi di importanza economica il numero di queste molecole è il seguente:
- coniglio – 44,
- mucca – 60,
- cavallo – 64,
- maiale – 38.
Informativo! I criceti hanno i corredi cromosomici più grandi tra gli animali. Ne hanno 92 nel loro arsenale. Anche in questa fila ci sono i ricci. Hanno 88-90 cromosomi. E i canguri hanno la quantità più piccola di queste molecole. Il loro numero è 12. Un fatto molto interessante è che il mammut ha 58 cromosomi. I campioni sono stati prelevati da tessuto congelato.
Per maggiore chiarezza e comodità, nel riepilogo verranno presentati i dati relativi ad altri animali.
Nome dell'animale e numero di cromosomi:
| Martore maculate | 12 |
| Canguro | 12 |
| Topo marsupiale giallo | 14 |
| Formichiere marsupiale | 14 |
| Opossum comune | 22 |
| Opossum | 22 |
| Visone | 30 |
| Tasso americano | 32 |
| Corsac (volpe delle steppe) | 36 |
| Volpe tibetana | 36 |
| Piccolo panda | 36 |
| Gatto | 38 |
| un leone | 38 |
| Tigre | 38 |
| Procione | 38 |
| Castoro canadese | 40 |
| Iene | 40 |
| Topo domestico | 40 |
| Babbuini | 42 |
| Ratti | 42 |
| Delfino | 44 |
| Conigli | 44 |
| Umano | 46 |
| lepre | 48 |
| Gorilla | 48 |
| Volpe americana | 50 |
| puzzola a strisce | 50 |
| Pecora | 54 |
| Elefante (asiatico, savana) | 56 |
| Mucca | 60 |
| Capra domestica | 60 |
| Scimmia lanosa | 62 |
| Asino | 62 |
| Giraffa | 62 |
| Mulo (ibrido tra un asino e una cavalla) | 63 |
| Cincillà | 64 |
| Cavallo | 64 |
| Volpe grigia | 66 |
| Cervo dalla coda bianca | 70 |
| Volpe paraguaiana | 74 |
| Piccola volpe | 76 |
| Lupo (rosso, zenzero, criniera) | 78 |
| Dingo | 78 |
| Coyote | 78 |
| Cane | 78 |
| Sciacallo comune | 78 |
| Pollo | 78 |
| Piccione | 80 |
| Tacchino | 82 |
| Criceto ecuadoriano | 92 |
| Lemure comune | 44-60 |
| Volpe artica | 48-50 |
| Echidna | 63-64 |
| Jerzy | 88-90 |
Numero di cromosomi nelle diverse specie animali
Come puoi vedere, ogni animale ha un numero diverso di cromosomi. Anche tra i rappresentanti della stessa famiglia gli indicatori differiscono. Possiamo guardare all'esempio dei primati:
- il gorilla ne ha 48,
- il macaco ne ha 42 e l'uistitì ha 54 cromosomi.
Perché sia così rimane un mistero.
Quanti cromosomi hanno le piante?
Nome della pianta e numero di cromosomi:
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Charles Darwin rinunciò alla sua teoria dell'evoluzione umana alla fine della sua vita? Gli antichi trovarono i dinosauri? È vero che la Russia è la culla dell'umanità, e chi è lo yeti, forse uno dei nostri antenati, perduto nel corso dei secoli? Sebbene la paleoantropologia, la scienza dell’evoluzione umana, sia in forte espansione, le origini dell’uomo sono ancora circondate da molti miti. Queste sono teorie antievoluzioniste, leggende generate dalla cultura di massa e idee pseudo-scientifiche che esistono tra le persone istruite e colte. Vuoi sapere come è andato tutto “davvero”? Alexander Sokolov, redattore capo del portale ANTHROPOGENES.RU, ha raccolto un'intera raccolta di miti simili e ne ha verificato la validità.
A livello della logica quotidiana, è ovvio che "una scimmia è più bella di un uomo - ha due cromosomi in più!" Così “l’origine dell’uomo dalla scimmia è finalmente confutata”...
Ricordiamo ai nostri cari lettori che i cromosomi sono gli elementi in cui è confezionato il DNA nelle nostre cellule. Gli esseri umani hanno 23 paia di cromosomi (23 li abbiamo ricevuti da nostra madre e 23 da nostro padre. Il totale è 46). L'insieme completo dei cromosomi è chiamato "cariotipo". Ogni cromosoma contiene una molecola di DNA molto grande, strettamente avvolta.
Non è il numero di cromosomi ad essere importante, ma i geni che questi cromosomi contengono. Lo stesso insieme di geni può essere impacchettato in un numero diverso di cromosomi.
Ad esempio, due cromosomi sono stati presi e fusi in uno solo. Il numero dei cromosomi è diminuito, ma la sequenza genetica che contengono rimane la stessa. (Immaginiamo che sia stato rotto un muro tra due stanze adiacenti. Il risultato è una stanza grande, ma il contenuto - mobili e pavimento in parquet - è lo stesso...)
La fusione dei cromosomi è avvenuta nel nostro antenato. Questo è il motivo per cui abbiamo due cromosomi in meno rispetto agli scimpanzé, nonostante i geni siano quasi gli stessi.
Come facciamo a sapere della somiglianza dei geni umani e degli scimpanzé?
Negli anni ’70, quando i biologi impararono a confrontare le sequenze genetiche di specie diverse, lo fecero per gli esseri umani e gli scimpanzé. Gli specialisti rimasero scioccati: “ La differenza nelle sequenze nucleotidiche della sostanza ereditaria - il DNA - negli esseri umani e negli scimpanzé nel loro insieme ammontava all'1,1%,– scriveva il famoso primatologo sovietico E.P. Friedman nel libro “Primati”. -... Le specie di rane o scoiattoli dello stesso genere differiscono tra loro 20-30 volte di più rispetto agli scimpanzé e agli esseri umani. Ciò era così sorprendente che era urgentemente necessario spiegare in qualche modo la discrepanza tra i dati molecolari e ciò che è noto a livello dell'intero organismo» .
E nel 1980, in una rivista rispettabile ScienzaÈ stato pubblicato un articolo di un team di genetisti dell'Università di Minneapolis: The Striking Resemblance of High-Resolution G-Banded Chromosomes of Man and Chimpanzee (“Striking similarity of high-resolution shed chromosomes of human and chimpanzees”).
I ricercatori hanno utilizzato i più recenti metodi di colorazione dei cromosomi dell'epoca (sui cromosomi compaiono strisce trasversali di diverso spessore e luminosità; ogni cromosoma ha il proprio insieme speciale di strisce). Si è scoperto che negli esseri umani e negli scimpanzé le striature cromosomiche sono quasi identiche! Ma che dire del cromosoma in più? È molto semplice: se, di fronte al secondo cromosoma umano, mettiamo in fila il 12° e il 13° cromosoma dello scimpanzé, collegandoli alle loro estremità, vedremo che insieme formano il secondo cromosoma umano.
Più tardi, nel 1991, i ricercatori hanno esaminato più da vicino il punto della presunta fusione del secondo cromosoma umano e hanno trovato lì quello che stavano cercando: sequenze di DNA caratteristiche dei telomeri, le sezioni terminali dei cromosomi. Un'altra prova che al posto di questo cromosoma una volta ce n'erano due!
Ma come avviene una simile fusione? Diciamo che uno dei nostri antenati aveva due cromosomi combinati in uno solo. Alla fine si ritrovò con un numero dispari di cromosomi: 47, mentre il resto degli individui non mutati ne aveva ancora 48! E come si è riprodotto un simile mutante? Come possono incrociarsi individui con un numero diverso di cromosomi?
Sembrerebbe che il numero di cromosomi distingua chiaramente le specie l'una dall'altra e costituisca un ostacolo insormontabile all'ibridazione. Immaginate la sorpresa dei ricercatori quando, studiando i cariotipi di vari mammiferi, iniziarono a scoprire variazioni nel numero di cromosomi all'interno di alcune specie! Pertanto, in diverse popolazioni di toporagno comune questa cifra può variare da 20 a 33. E le varietà del toporagno muschiato, come notato nell'articolo di P. M. Borodin, M. B. Rogacheva e S. I. Oda, “differiscono tra loro più degli umani dagli scimpanzé: gli animali che vivono nel sud dell'Hindustan e nello Sri Lanka, hanno 15 paia di cromosomi nel loro cariotipo, e tutti gli altri toporagni dall'Arabia alle isole dell'Oceania ne hanno 20 paia... Si è scoperto che il numero di cromosomi è diminuito perché cinque paia di cromosomi di una varietà tipica si sono fusi tra loro: 8 con 16, 9? Io sono del 13, ecc."
Mistero! Lascia che ti ricordi che durante la meiosi - la divisione cellulare, che porta alla formazione delle cellule sessuali - ciascun cromosoma della cellula deve connettersi con la sua coppia omologa. E poi, una volta fuso, appare un cromosoma spaiato! Dove dovrebbe andare?
Si scopre che il problema è risolto! P. M. Borodin descrive questo processo, che ha registrato personalmente nei punares a 29 cromosomi. I punare sono ratti ispidi originari del Brasile. Individui con 29 cromosomi sono stati ottenuti incrociando punari con 30 e 28 cromosomi appartenenti a diverse popolazioni di questo roditore.
Durante la meiosi in tali ibridi, i cromosomi accoppiati si sono ritrovati con successo. “E i restanti tre cromosomi formavano un triplo: da un lato, un cromosoma lungo ricevuto dal genitore con 28 cromosomi, e dall'altro due più corti, che provenivano dal genitore con 30 cromosomi. Allo stesso tempo, ogni cromosoma andò a posto"
La ricerca genetica sul corpo umano è una delle più necessarie per la popolazione dell'intero pianeta. È la genetica che è di grande importanza per studiare le cause delle malattie ereditarie o la predisposizione ad esse. Te lo diremo quanti cromosomi ha una persona, e a cosa potrebbero servire queste informazioni.
Quante paia di cromosomi ha una persona?
La cellula del corpo è progettata per immagazzinare, implementare e trasmettere informazioni ereditarie. È creato da una molecola di DNA ed è chiamato cromosoma. Molte persone sono interessate alla domanda su quante coppie di cromosomi ha una persona.
Gli esseri umani hanno 23 paia di cromosomi. Fino al 1955 gli scienziati calcolavano erroneamente che il numero di cromosomi fosse 48, cioè 24 paia. L'errore è stato scoperto dagli scienziati utilizzando tecniche più precise.
L'insieme dei cromosomi è diverso nelle cellule somatiche e germinali. L'insieme raddoppiato (diploide) è presente solo nelle cellule che determinano la struttura (somatica) del corpo umano. Una parte è di origine materna, l'altra parte è di origine paterna.
I gonosomi (cromosomi sessuali) hanno solo una coppia. Differiscono nella composizione genetica. Pertanto, a seconda del sesso, una persona ha una diversa composizione della coppia di gonosomi. Dal fatto quanti cromosomi hanno le donne, Il sesso del nascituro non dipende. Una donna ha una serie di cromosomi XX. Le sue cellule riproduttive non influenzano la formazione dei caratteri sessuali durante la fecondazione dell'uovo. L'appartenenza a un genere particolare dipende dal codice informativo su quanti cromosomi ha un uomo. È la differenza tra i cromosomi XX e XY che determina il sesso del nascituro. Le rimanenti 22 paia di cromosomi sono detti autosomici, cioè lo stesso per entrambi i sessi.
- Una donna ha 22 paia di cromosomi autosomici e una coppia XX;
- Un uomo ha 22 paia di cromosomi autosomici e una coppia XY.
La struttura dei cromosomi cambia durante la divisione nel processo di raddoppio delle cellule somatiche. Queste cellule si dividono costantemente, ma l'insieme di 23 coppie ha un valore costante. La struttura dei cromosomi è influenzata dal DNA. I geni che compongono i cromosomi formano un codice specifico sotto l'influenza del DNA. Pertanto, le informazioni ottenute durante il processo di codifica del DNA determinano le caratteristiche individuali di una persona.
Cambiamenti nella struttura quantitativa dei cromosomi
Il cariotipo di una persona determina la totalità dei cromosomi. A volte può essere modificato per ragioni chimiche o fisiche. Il numero normale di 23 cromosomi nelle cellule somatiche può variare. Questo processo è chiamato aneuploidia.
- Il numero potrebbe essere inferiore, quindi questa è monosomia.
- Se non è presente una coppia di cellule autotene, questa struttura è chiamata nullisomia.
- Se un terzo cromosoma viene aggiunto a una coppia di cellule che compongono un cromosoma, allora questa è trisomia.
Vari cambiamenti nel set quantitativo portano a una persona che riceve malattie congenite. Anomalie nella struttura dei cromosomi causano la sindrome di Down, la sindrome di Edwards e altre condizioni.
Esiste anche una variante chiamata poliploidia. Con questa deviazione si verifica un aumento multiplo dei cromosomi, cioè un raddoppio di una coppia di cellule che fa parte di un cromosoma. Una cellula diploide o germinale può essere presente tre volte (triploidia). Se è presente 4 o 5 volte, questo aumento si chiama rispettivamente tetraploidia e pentaploidia. Se una persona ha una tale deviazione, muore entro i primi giorni di vita. Il mondo vegetale è abbastanza ampiamente rappresentato dalla poliploidia. Un aumento multiplo dei cromosomi è presente negli animali: invertebrati, pesci. Gli uccelli con questa anomalia muoiono.
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MOSCA, 4 luglio— RIA Novosti, Anna Urmantseva. Chi ha il genoma più grande? Come sai, alcune creature hanno una struttura più complessa di altre e, poiché tutto è scritto nel DNA, questo dovrebbe riflettersi anche nel suo codice. Si scopre che una persona con il suo linguaggio sviluppato deve essere più complessa di un piccolo verme rotondo. Tuttavia, se ci confrontiamo con un verme in termini di numero di geni, otteniamo più o meno la stessa cosa: 20mila geni di Caenorhabditis elegans contro 20-25mila di Homo sapiens.
Ancora più offensivi per la "corona delle creature terrene" e il "re della natura" sono i paragoni con riso e mais: 50mila geni rispetto ai 25 umani.
Tuttavia, forse pensiamo male? I geni sono “scatole” in cui sono racchiusi i nucleotidi, le “lettere” del genoma. Forse contarli? Gli esseri umani hanno 3,2 miliardi di coppie di nucleotidi. Ma l'occhio di corvo giapponese (Paris japonica), una bellissima pianta dai fiori bianchi, ha 150 miliardi di paia di basi nel suo genoma. Si scopre che una persona dovrebbe essere 50 volte più semplice di un fiore.
E i prototteri dei dipnoi (pesci di polmone, che hanno sia la respirazione branchiale che quella polmonare) risultano essere 40 volte più complessi degli esseri umani. Forse tutti i pesci sono in qualche modo più complessi delle persone? NO. Il velenoso pesce fugu, dal quale i giapponesi preparano una prelibatezza, ha un genoma otto volte più piccolo di quello umano e 330 volte più piccolo di quello dei prototteri dipnoi.
Resta solo da contare i cromosomi, ma questo confonde ancora di più il quadro. Come può una persona avere lo stesso numero di cromosomi di un frassino e uno scimpanzé di uno scarafaggio?
I biologi evoluzionisti e i genetisti si sono imbattuti in questi paradossi molto tempo fa. Sono stati costretti ad ammettere che la dimensione del genoma, non importa come proviamo a calcolarlo, non è sorprendentemente correlata alla complessità dell'organizzazione degli organismi. Questo paradosso è stato chiamato il “mistero del valore C”, dove C è la quantità di DNA nella cellula (paradosso del valore C, la traduzione esatta è “paradosso della dimensione del genoma”). Eppure esistono alcune correlazioni tra specie e regni.
© Illustrazione di RIA Novosti. A. Polianina
© Illustrazione di RIA Novosti. A. Polianina
È chiaro, ad esempio, che gli eucarioti (organismi viventi le cui cellule contengono un nucleo) hanno, in media, genomi più grandi dei procarioti (organismi viventi le cui cellule non contengono un nucleo). I vertebrati hanno, in media, genomi più grandi degli invertebrati. Esistono però delle eccezioni che nessuno è ancora riuscito a spiegare.
È stato suggerito che la dimensione del genoma sia correlata alla durata del ciclo di vita di un organismo. Usando le piante come esempio, alcuni scienziati hanno sostenuto che le specie perenni hanno genomi più grandi di quelli annuali, di solito con una differenza di diverse volte. E i genomi più piccoli appartengono alle piante effimere, che attraversano l’intero ciclo dalla nascita alla morte in poche settimane. Questo problema è attualmente discusso attivamente negli ambienti scientifici.
Spiega il principale ricercatore dell'Istituto di genetica generale. N.I. Vavilova dell'Accademia russa delle scienze, professore dell'Università di Agromeccanica del Texas e dell'Università di Gottinga Konstantin Krutovsky: “La dimensione del genoma non è correlata alla durata del ciclo di vita dell'organismo. Ad esempio, ci sono specie al suo interno! lo stesso genere che ha la stessa dimensione del genoma, ma può differire nell'aspettativa di vita di decine, se non centinaia di volte. In generale, esiste una connessione tra la dimensione del genoma e il progresso evolutivo e la complessità dell'organizzazione, ma con molte eccezioni, fondamentalmente, il genoma la dimensione è associata alla ploidia (numero di copie) del genoma (e i poliploidi si trovano sia nelle piante che negli animali) e alla quantità di DNA altamente ripetitivo (ripetizioni semplici e complesse, trasposoni e altri elementi mobili)."
Ci sono anche scienziati che hanno un punto di vista diverso su questo tema.
