Ирена Минкова
преподава по Биология
в град Пловдив
Големина на текста:
ОРГАНИЗАЦИЯ НА НАСЛЕДСТВЕНИЯ МАТЕРИАЛ ПРИ ЕУКАРИОТИТЕ
1. Ядрена ДНК
Наследственият материал при еукариотите е почти изцяло съсредоточен в ядрото, което е
“диагностичен белег” на еукариотната клетка. На снимката долу се вижда ядро, наблюдавано с
електронен микроскоп. Още при ранните микроскопски изследвания е станало ясно, че ядрото е
изпълнено с добре багрещо се вещество. Нарекли са го хроматин. Той бива рехав – еухроматин
(означен с 1 – светлите участъци във вътрешността на ядрото), и плътен – хетерохроматин (2 –
тъмните места). Вижда се, че най-много хетерохроматин има под ядрената обвивка. Около ядърцето
също се струпва хетерохроматин и вероятно такъв е тъмният участък в средата на ядрото. Самото
ядърце е останало извън плоскостта на среза.
Ядро от миша тимусна епителна клетка под електронен микроскоп. А. Общ изглед. Б. Увеличен
участък от дясната страна. Отсечките са по 1 микрометър. 1 – еухроматин, 2 – хетерохроматин, 3 –
ядрена пора, 4 – ендоплазмена мрежа. Снимката е любезно предоставена от Цветана Маринова от
катедра Биология на Медицинския университет – София.
На увеличената част от снимката (Б) ясно личат двете мембрани на ядрената обвивка и затвореното
между тях пространство, наречено перинуклеарно. Външно ядрената обвивка много прилича на
цистерните на зърнестата ендоплазмена мрежа (една цистерна е означена с 4). Всъщност външната
ядрена мембрана преминава в мембраните на ендоплазмената мрежаи често носи рибозоми.
На места обвивката е прекъсната от тунели – пори (3), под които хроматинът е “разчистен”. Всяка
пора се поддържа от белтъчен цилиндър, наречен поров комплекс. Порите са доста широки и
нагъсто разположени, така че не можем да очакваме ядрото да се различава от цитозола по състав на
нискомолекулните вещества. Ядрената обвивка обаче може да спре или по-точно да постави под
контрол движението на макромолекулите. През порите преминават доста големи молекули и
надмолекулни комплекси (например новоизградени рибозоми), но само в "разрешената" посока и
момент. Освен това обвивката, колкото и пореста да е, защитава ДНК от механичните движения и
напрежения в цитоплазмата.
Освен двете липидни мембрани ядрената обвивка поне при многоклетъчните животни включва и
белтъчен слой – т. нар. ядрена ламина. Тя постила отвътре вътрешната ядрена мембрана.
Представлява плоска мрежа от нишки, които много приличат на интермедиерните филаменти в
цитоплазмата. Съставена е от 3 белтъка, наречени ламини. По първична структура те също
наподобяват белтъците на цитоплазмените интермедиерни филаменти. Всъщност цитоплазмените
интермедиерни филаменти са струпани най-вече около ядрото и вероятно го "подпират" отвън, както
ламината му осигурява опора отвътре. Електронно-микроскопска снимка на ядрена ламина може да
се види например на http://perth.uwlax.edu/faculty/howard/MCATreview1/sld004.htm
Хроматинът е комплекс на ДНК с белтъци. Те са в приблизително равни тегловни съотношения.
Повече от половината белтъчна маса в хроматина се пада на няколко родствени структурни белтъка
с основен характер, наречени хистони.
Ако хроматинът се подготви за електронно-микроскопско наблюдение в присъствие на прекалено
малко соли, при силно увеличение се вижда нещо като наниз от мъниста. Такава снимка е показана
например на http://www.ncbi.nlm.nih.gov:80/books/bv.fcgi?
call=bv.View..ShowSection&rid=cell.figgrp.162.
"Мънистата" се наричат нуклеозоми (в превод "ядрени телца" от лат. nucleus – ядка, гр. сома – тяло).
Те имат диаметър около 10 nm и се падат средно на всеки 200 нуклеотидни двойки (нд) отДНК.
Всяка нуклеозома се получава, като участък от ДНК се увие около белтъчен октамер (комплекс от 8
белтъчни молекули).
Октамерът се състои от т. нар. сърцевинни хистони Н2А, Н2В, Н3 и Н4, всеки представен с по 2
молекули. Връзките между осемте молекули са слаби. Плътно свързаният с тях ДНК-участък
обхваща 145-147 нуклеотидни двойки. Той се усуква около белтъците почти 2 пъти във вид на лява
свръхспирала. Това може да се представи по следния начин:
Цилиндърът е само най-грубо приближение за формата на октамера. В действителност той изглежда
много по-сложно и има спирален жлеб, улесняващ нагъването на ДНК. Това ясно се вижда на дървен
модел от 1985, основан на рентгеноструктурни данни за октамера. По формата на жлеба авторите са
заключили как ДНК се увива около сърцевинните хистони и са я добавили, получавайки модел на
нуклеозомата като цяло.
Модел на нуклеозома – изглед отстрани. По Burlingame et al. (1985) с изменения.
Подробен модел на нуклеозома, гледана отпред, може да се види например на http://www.rwth-
aachen.de/bio1/MolGenetic/OurProjects/Chromatin/Pictures/Figure1.htm. Молекулата на всеки от
четирите сърцевинни хистона се състои от 3 домена: централен и два крайни, наречени опашки.
Централният домен съдържа три алфа-спирални участъка под ъгъл един спрямо друг. Този
триспирален мотив се нарича хистоново нагъване. Опашките нямат определена структура. Някои от
тях се протягат навън и могат да се свържат с други нуклеозоми.
Сърцевинните хистони са много консервативни белтъци. Това значи, че хистоните на организми с
далечно родство си приличат силно. Бавната еволюция е присъща на гени, свързани с най-основните
жизнени процеси, които протичат в непроменен вид при големи групи организми. (Бързо еволюират
гени, свързани с начина на живот на конкретния организъм, например гените за повърхностни
клетъчни рецептори.)
В нуклеозоми е опакована огромната част от ДНК, но не цялата. Има специални участъци, чиято
функция изисква те да са свободни от нуклеозоми. За това ще стане дума по-късно.
Между всеки две съседни нуклеозоми има участък от ДНК, който ги свързва, без да е намотан около
никой от двата октамера. Тази ДНК се нарича линкерна (link, англ. – свързвам). Ако на една
нуклеозома съответстват средностатистическите 200 нд, а със сърцевинните хистони са ангажирани
145 нд, то линкерното парче ще бъде дълго средно 55 нд. Линкерната ДНК се вижда на снимката на
“наниза от мъниста” като тънка нишка между нуклеозомите.
Съществуват ензими, които късат веригата на нуклеиновите киселини във вътрешната й част. Те се
наричат ендонуклеази. Някои от тях атакуват най-вече линкерната ДНК – очевидно хистоновият
октамер им пречи. Такава е например ендонуклеазата, изолирана от бактериите микрококи.
Правен е опит, при който ДНК се обработва с микрококова ендонуклеаза и се подлага на
електрофореза. Вече обсъдихме електрофорезата при белтъците; методът се използва и за разделяне
на нуклеинови киселини. ДНК се движи към анода, понеже фосфатните остатъци в скелета й са
отрицателно заредени. При това зарядът е пропорционален на молекулната маса, защото фосфатните
групи се повтарят периодично по цялата верига. Ето защо електрофорезата на нуклеинови киселини
наподобява белтъчната SDS-електрофореза. Веригите се провират през гела толкова по-трудно,
колкото са по-дълги, и се разделят по молекулна маса. В гела успоредно на електричното поле се
оформят пътеки, постлани с различно дълги фрагменти ДНК, като най-късите парчета са най-отпред.
Долната снимка показва гел с ДНК след ендонуклеазна обработка и електрофореза. Пробата се е
движила отгоре надолу. ДНК е оцветена с флуоресцентна боя (етидиев бромид), добавена в гела.
Четирите старта отговарят на 4 проби с различно съдържание на микрококова нуклеаза. За левия
старт е използван най-малко ензим и там се вижда само високомолекулна ДНК, “разстлана” в
началната част на гела. На следващите стартове обаче високомолекулната ДНК намалява, а в
крайната част на гела се появяват характерни ивици, подредени като логаритмична скала. Те са
отделни (дискретни), понеже ензимът е рязал не произволно, а в определени точки, разположени
периодично по двойната спирала. Най-долната ивица отговаря на ДНК от една нуклеозома, втората
отдолу нагоре – на 2 нуклеозоми, следващата – на 3 и т.н. Картината се нарича "нуклеозомна
стълбица". Ако ендонуклеазната реакция се остави да протече докрай, после на гела ще се вижда
само една дебела ивица – най-долната, т.е. най-нискомолекулната.
Гел с нуклеозомна стълбичка. Виждат се четири проби, подредени отляво надясно по възходящ ред
на количеството ензим. Снимката е любезно предоставена от Радина Костадинова от Бернския
университет.
От номерата на сърцевинните хистони се подразбира, че някъде трябва да има и Н1. Такъв хистон
наистина съществува (по-точно група хистони, защото обикновено има няколко разновидности за
различните тъкани). Той не изгражда нуклеозомата, а се присъединява към нея отвън, като се
свързва с линкерния участък и "закопчава" ДНК в местата на влизане и излизане от нуклеозомата
(модел за начина му на свързване може да се види на http://www.ncbi.nlm.nih.gov:80/books/bv.fcgi?
call=bv.View..ShowSection&rid=cell.figgrp.1629). В еволюцията линкерните хистони Н1 показват
доста по-голяма изменчивост от сърцевинните хистони, макар че, сравнени с белтъците изобщо, все
пак са консервативни.
Въпреки че е силно основен, Н1 сравнително лесно се откъсва от ДНК в експериментални условия,
например когато солевата концентрация падне. Тогава се получава "наниз от мъниста". Ако
хроматиновата нишка се подготвя за електронно-микроскопско наблюдение в присъствие на
нормално количество соли, Н1 остава на мястото си и картината е друга. Получава се нишка
(фибрила) с диаметър 30 nm (вж. отново http://www.ncbi.nlm.nih.gov:80/books/bv.fcgi?

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.

Организация на наследствения материал при еукариотите

1. Ядрена ДНК 2. Извънядрена ДНК -подробно обяснение + картинки и рисунки
Изпратен от:
zaken
на 2008-07-03
Добавен в:
Теми
по Биология
Статистика:
93 сваляния
виж още
 
Домашни по темата на материала
Домашно по Биология за 20.02
добавена от liliq.petrova.75 13.02.2020
0
1
Подобни материали
 

Еволюция на имунитета

07 май 2008
·
56
·
6
·
544

Реферат за развитие на човешкият имунитет. 1. Защитни механизми при безгръбначните. 2. Еволюция на имунитета при гръбначните...
 

Рекомбинация на ДНК. Обща (хомоложна) рекомбинация

28 юни 2008
·
65
·
5
·
1,433
·
32

1. Понятие за рекомбинация. видове рекомбинация, 2. Механизъм на общата рекомбинация...
 

Белтъци. Структура на белтъците.

05 фев 2009
·
77
·
5
·
1,384
·
97

Клетките, тъканите и органите на организмите са съставени от химични елементи и техни съединения...
 

Организация на наследствения материал при прокариотите

03 юли 2008
·
58
·
6
·
1,332

Наследствената информация (както и информацията изобщо) е доста абстрактно понятие. Нейните носители (молекулите ДНК) обаче са съвсем конкретни тела. Те заемат място, изискват грижи за поддържането си.....
1 2 3 4 5 » 11
 
Онлайн тестове по Биология
Биология и здравно образование – 9 клас
изходен тест по Биология за Ученици от 9 клас
Тестът е за проверка на знанията по биология и здравно образование в края на 9-ти клас. Може да се ползва като входно ниво за 10-ти клас. Всички въпроси имат само един верен отговор.
(Лесен)
14
14
1
2 мин
18.09.2019
Химичен състав на клетката
изпитен тест по Биология за Ученици от 9 клас
Тестът включва белтъци - структура и свойства, биологични катализатори - ензими и видове нуклеинови киселини - ДНК и РНК. Включени са само въпроси с един верен отговор.
(Лесен)
8
3
2
20.03.2020
» виж всички онлайн тестове по биология

Организация на наследствения материал при еукариотите

Материал № 170121, от 03 юли 2008
Свален: 93 пъти
Прегледан: 104 пъти
Качен от:
Предмет: Биология
Тип: Тема
Брой страници: 13
Брой думи: 3,363
Брой символи: 29,204

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Организация на наследствения материал при еукар ..."?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

Ирена Минкова
преподава по Биология
в град Пловдив
с опит от  22 години
18

Силвия Младенова
преподава по Биология
в град Смолян
с опит от  25 години
20

виж още преподаватели...
Последно видяха материала
Сродни търсения