Хромосомалар


Хромосоманың жекеленген бөліктері қанығыңқы бояладыда (тығыздалған түрін, немесе формасын) гетерохроматин, ал тығыздалмаған, болбыр түрін эухроматин деп атайды. Хроматин кариолеммаға тақау, әрі кариоплазмада біркелкі орналасады.

Интерфаза кезінде хроматиндер бірнеше түрге бөлінеді. Көңіл аударатын жай, ол хроматин тым босаң болған сайын, жасушада солғұрлым түзілу (синтетикалық) процестері жоғары болады.

Ал, жасуша бөлінгенде тығыздалған хроматиннен хромосомалар түзіледі. Ол кезде жасушада ешқандай синтетикалық процестер өтпейді. Бұдан бірнеше тұжырым жасауға болады. Біріншіден, жасуша хромосомалары интерфазада белсенді (активті), тығыздалмаған, босаң күйде болады. Бұл уақытта ядрода ДНҚ-ның транскрипция (ДНҚ жазылған генетикалық хабарды жұмсаудың алғашқы кезеңі; жасушада ақуыз синтезі жүру үшін рибосомаға ДНҚ-да жазылып, сақталып тұрған ақуыздың құрылымы жөніндегі хабар хабарлаушы РНҚ-ға көшіріліп жазылуын айтады) және репликация (ДНҚ молекуласының екі еселенуі) процестері өтеді. 2-ден, жасуша бөлінгенде хромосомалар ырықсыз (пассивті), тығыздау күйінде болады.

51-сурет. Хроматин түрлері. Сызба

Бұл уақытта аналық жасушадағы хромосомалар тең бөлінеді, кейін олар түзілген жас жасушаларда пайда болады. Жалпы ядроның қызметі ДНҚ молекуласының тұқым қуалау хабарының 2 еселенуі мен жасушадан жасушаға берілуіне және ДНҚ арқылы жүретін транскрипция процесіне бағынышты болады. Хроматиннің химиялық құрамына негізінде ДНҚ, арнаулы хроматин ақуызы – гистон және РНҚ кіреді. Олардың көлемі 1:1,3:0,2 қатынастарымен белгіленеді. Хроматин өзінің химиялық құрамы жағынан ДНҚ мен ақуыздың күрделі қосылысы ДНП (дезоксинуклеопротеид) болып саналады.

Жасушалардың бөліну кезеңінде хроматин түйіршіктерінен жіптер – хромосомалар түзіледі. Хромосомалар ақуыздан және ДНҚ тұрады. Әртүрлі жануарлар түрлері үшін хромосомалар саны тұрақты болады. Мысалы, папортник өсімдігінде хромосомалар саны 50-ге, тұт ағашында – 308, өзен шаянында – 198 жетті. Ең аз хромосома (біреу) аскариданың бір түрінде, өсімдіктер ішінде – күрделі гүлділер тұқымдасының бір түрінде 4 хромосома кездеседі. Бір жасушаның ядросында хромосомалар әрқашанда қосарланып жүреді, яғни екі-екіден бірдей, немесе гомологты болып, бір жұп құрайды. Мысалы, арпада – 14, сұлыда – 42, томатта – 24, жеміс шыбыны дрозофилада – 8, үй шыбынында – 12, тауықта – 24, үй қоянында – 44, ешкіде – 60, қойда – 54, шимпанзеде – 48, ал адамда – 46, немесе 23 жұп түзіледі. Басқаша айтқанда әрбір жұпта бірдей 2 хромосома біріккен деп түсіну қажет. Әртүрлі жұптағы хромосомалардың шамасы, пішіні, үзбелер орналасуы жағынан бірінен-бірінің едеуір ерекшелігі байқалады.

Бір ядрода болатын барлық хромосомалар – хромосома жиынтығы деп аталып, организмнің әрбір түріне тән болады. Дене (сомалық) жасушаларының ядросында хромосомалар жиынтығы қосарлы, немесе диплоидты, ал жыныстық жасушалар ядросында олар, әр уақытта сыңар, жалқы, немесе гаплоидты болып келеді. Гаплоидтыда әрбір жұптан бір ғана хромосома қалады. Оргаизмдердің әрбір түрі үшін диплоидты және гаплоидты хромосомалар саны тұрақты болады. Хромосомалар арқылы ұрпақтан ұрпаққа нәсілдік тұқым қуалаушылық қасиеттері беріледі. Хроматин ақуызды синтездеуге қатысады. ДНҚ синтезінің өту ұзақтығы әртүрлі жануарлар мен өсімдіктерде түрліше болады. Мысалы, сүтқоректілер жасушасында бұл процес 6-10 сағатқа созылады, осы уақыттың ішінде ДНҚ-ның әрбір жеке молекуласы өзіне ұқсас екінші молекуланы жасап шығарады. Демек, синтездің басталуына дейін бір хромосоманың құрамында бір молекула, яғни ДНҚ-ның бір ғана жіпшесі болса, синтез аяқталғаннан кейін әрбір хромосоманың құрамында ДНҚ-ның мүлдем бірдей екі жіпшесі болады. Әрбір хромосоманың екі еселену процесінің мәні де осында.

Хромосомалардың морфологиясын митоздың метафаза сатысында жақсы көруге болады. Оның әрқайсысы бірнеше бөліктерден құралған, бір-бірімен үзбелене бөлінген созылыңқы тығыз денешік. Онда бірінші, екінші реттік кермені, немесе центромерді (гректің бөлік), немесе кинетохорды ажыратады. Хромосоманың әрқайсысы бұратылған ДНҚ-ның хроматидтер, немесе жас хромосомалар деп аталатын 2 жібінен (молекуласынан) құралады. Кейде хромосомалардың шетінде кішкентай денелер – хромосома серіктері кездеседі. Оның ең жіңішкерген жері, бірінші үзбе деп аталады. Бұл үзбе хромосоманы екі иыққа бөледі. Сондықтан хромосоманы – метацентрлі (екі иығы тең кезі), субметацентрлі (иықтары тең болмаса), акроцентрлі (бір иығы жетілмесе), телоцентрлі (таяқшаға ұқсас, бір иінді) деп ажыратады.


52-сүрет. Хромасомалардын түрлері

1-метацентрлік; 2-субметацетрлік; 3-акроцентрлік; 4- ядрошык түрлері






53-сүрет. Хромосомалардың өздігінен көбеюінің сызбасы (В. Н. Ярыгин бойынша):

а — интерфазды хромосома ДНҚ еселенуіне дейін; б — интерфазды хромосома ДНҚ еселенуінен кейін; в — метафазалы хромосома


54-сүрет. Хромосома құрылысының сызбасы:1-ДНҚ жібінің шиыршықтанып, бұралғаны (хроматида); 2- центромера; 3-екінші тартылуы; 4- серігі (спутник); 5- хромонема


Қазір хромосома денесінде ұзынша орналасқан элементтер жөнінде әртүрлі деректер бар. Полинем ғылыми болжамы (гипотеза) хромосоманың денесі бір – бірімен шиыршықтана орналасқан бірнеше ұзынша жіпшелерден тұрады десе, унинем болжамы хромосоманың бойында орналасқан бір құрылымның барын дәлелдейді. Унинем болжамына қарсы пікірдегілер мұның генетикалық ұғымға қайшы келетіндігін айтуда. Бұл ілім хромосомадағы субхроматид элементтері бірдей ме? Егер бірдей болса, мұндай жағдайда тек тұқым қуалайтын өзгергіштігі (мутация) қалай жүреді? Әртүрлі болса, кроссинговер процесімен хромосомалар бойында тектердің орналасу принциптерімен қалай байланыстыруға болады ? – деген, көптеген сұрақтарға жауап бере алмады. (кроссинговер – айқас, мейоз кезінде гомологты хромосомалардың конъгациясынан өзара бөліктерімен алмасуы; конъюгация – хромосомалардың уақытша бір – бірімен жанасуы).

Тәжірибелік әдіс унинем болжамында айтылған тұжырымның растығын дәлелдеді. Мейоз хромосомасын ДНҚ-аза ферментімен бұзғанда бұл хромосоманың құрамында ДНҚ-ның бір ғана молекуласының бары айқындалды. Сонымен морфологиялық, физикалық, химиялық әдістер арқылы дрозофилдің бір хромосомасында бір ғана ДНҚ молекуласының бары, яғни дрозофилдің хромосомы унинемді екені анықталды.

Атқаратын қызметіне орай хромосомалар 2 бөлінеді: аутосомалар, немесе жыныстық хромосомалардан басқа хромосомалар, жыныстық хромосомалар. Жыныстықтардың белгілі бір жыныстың дамуына қатысы болғандықтан Х және У деп, белгіленеді.

Дене жасушаларының хромосомалар санының түрлік тұрақтылығы, саны, ұзындығы, морфологиялық белгілерінің жиынтығы – кариотип деп аталады. Интерфазада хроматиннің кейбір бөлігі өте тығыздалған болып көрінеді. Оны 1949 ж. Барр ашып, жыныс хроматині деп атады. Ол әйелдердің жұмыртқажасушаларында кездеседі. Жыныс хроматині ұрықтың жынысын ерте ажыратуға мүмкіндік береді. Сондықтан ол медицинада кең қолданылады.

Кариоплазма, немесе ядро шырыны кариолемма ішіндегі және ядроның қуысын қоймалжың затпен толтырып тұратын сұйық бөлімі. Оның құрамына су, минералды тұздар иондары, ферменттер, белоктар, көмірсулар, витаминдер, басқада органикалық заттар кіреді. Жарық және электронды микроскоптарда кариоплазма біртектес мөлдір зат болып көрінеді.