Biologia komórki - ćwiczenie 5 - konspekt

Jądro komórkowe (zagadnienia obowiązujące na egzaminie + cykl komórkowy, mitoza i mejoza)

Charakterystyka ogólna:

- zawiera 99% materiału genetycznego,

- otoczka jądrowa - oddziela zawartość jądra od cytoplazmy,

- wyróżniamy 3 przedziały jądra - nukleoplazma (macierz jądra), chromatyna jądrowa, jąderko.

Funkcje decydujące o znaczeniu jądra:

- replikacja,

- transkrypcja,

- wytwarzanie struktur przeprowadzających translację czyli rybosomów.

Jąder nie posiadają erytrocyty, płytki krwi.

Liczba, wielkość, kształt jąder.

Cechy jąder eukariota:

Budowa chemiczna jądra

- DNA (zmienność DNA jest podstawą zmienności komórek organizmów oraz przyczyną wielu chorób),

- jądrowy RNA (niestabilny, różne rodzaje tRNA, mRNA, rRNA),

- białka histonowe,

- białka niehistonowe.

Otoczka jądrowa i blaszka jądrowa:

- 5-6 nm grubości,

- 10-100nm szerokość przestrzeni,

- por - średnica 40-100 nm,

- mogą zawierać kanały wodne (b. małe o śr. 9 nm),

- liczba porów jest zmienna,

- blaszka - laminy A,B,C - udział we fragmentacji i odbudowie otoczki w mitozie.

Jąderko:

- liczba zmienna,

- wielkość zależy od aktywność metabolicznej komórki,

- budowa ziaren, włókienka,

- chromatyna jąderkowa - zdekondensowana forma odcinków chromosomów określanych mianem NOR (ang. nucleolus organizing regions); wyróżniamy trzy jej strukturalne formy - okołojąderkową, wewnątrz jąderka i transkrypcyjną,

- stałe części jąderka - rejon włóknisty jasny, rejon gęstego składnika włóknistego, ziarnisty,

- funkcje - synteza rRNA i rybosomów.

Macierz jądra

- skład białkowy - laminy, białka tworzące kompleksy z RNA, komórkowo specyficzne białka macierzy

Chromatyna:

- składniki jądra interfazalnego,

- DNA, histony i białka niehistonowe,

- budowa chromatyny - nukleosom, nukleofilament, solenoid,

- upakowanie DNA,

- heterochromatyna (konstytutywna i fakultatywna) oraz euchromatyna,

- funkcje chromatyny: udział w replikacji, transkrypcji,

- perychromatyna - niechromatyczne składniki zlokalizowane na obwodzie chromatyny pod błoną jądra, składa się z włókien hnRNA (heterogenny RNA) i ziaren rybonukleoproteiny (z kompleksu mRNA i białek - prawdopodobnie miejsce przejściowego magazynowania mRNA w jądrze przed jego transportem do cytoplazmy),

- interchromatyna - struktury włóknisto-ziarniste inne niż perychromatyna. Są to prawdopodobnie kompleksy rRNA i białek - ziarna jako miejsce przejściowego magazynowania rRNA w jądrze na drodze jego transportu do cytoplazmy.

- chromatyna płciowa (ciałko Barra) - jeden z elementów heterochromatyny fakultatywnej, ciemna grudka w pobliżu błon jądrowych, chromosom X. Warunkiem jego spiralizacji jest obecność drugiego chromosomu X.

Ciałka jądrowe - wtręty.

Chromatyna mitotyczna - skondensowana forma chromatyny przygotowana do precezyjnego rozdzielania i przekazania komórkom potomnym.

Centromer - przewężenie pierwotne.

Kinetochor - białkowa struktura na zewnętrznej części centromeru - miejsce przyczepu mikrotubul wrzeciona podziałowego.

Kariotyp (kariogram) - obraz zespołu par homologicznych chromosomów jednej komórki uszeregowanych według ich długości oraz położenia centromeru, charakterystyczny dla danego gatunku lub osobnika.

Chromosomy homologiczne identyfikuje się na podstawie podobieństwa ich długości, typu morfologicznego i układu prążków poprzecznych.

(By ustalić kariotyp osobnika, pobiera się od niego np. krew, hoduje leukocyty w warunkach in vitro w pożywce z substancją mitogenną (indukującą mitozę), pod koniec hodowli dodaje się kolchicynę (substancję powodującą depolaryzację mikrotubul - inhibitor mitozy w metafazie), dzięki czemu widać pod mikroskopem świetlnym chromosomy, które po sfotografowaniu układa się w pary homologiczne.)

Metodą ułatwiającą identyfikację chromosomów oraz stwierdzenie nieprawidłowości w ich budowie jest technika wybarwiania prążków poprzecznych chromosomów.

Prążki to poprzeczne odcinki ramion chromosomów mające różną (tę samą dla danego miejsca) szerokość i występujące w różnych liczbach zależnie od stopnia kondensacji (w chromosomach wczesnej profazy liczba prążków jest kilkakrotnie większa niż w chromosomach metafazalnych). Położenie określonych prążków w ramieniu chromosomu jest stałe i jest podstawą klasyfikacji chromosomów oraz zmian w ich budowie. Najczęściej wyróżnia się prążki: Q, G, C, R, Ag-I, DAPI.

Wyróżniamy 4 typy morfologiczne chromosomów (w zależności od położenia centromeru): meta-, submeta- i akrocentryczne (dwuramienne) oraz telocentryczne - jednoramienne.

Kariotyp konkretnego osobnika jest układany zgodnie z przyjętym wzorcem dla danego gatunku.

Pierwsze wzorce kariotypów dla kilku gatunków zwierząt domowych zostały ustalone dopiero w 1976 roku na międzynarodowej konferencji w Wielkiej Brytanii (Raedings).

U zwierząt domowych wartość 2n zawiera się w przedziale od 30 (norka) do 78 (pies).

Układ chromosomów płci u ssaków: samice = XX, samce = XY.

Charakterystyczne cechy kariotypów wybranych gatunków kręgowców:

Bydło: 2n = 60

Wszystkie autosomy są jednoramienne.

Chromosomy płciowe bardzo łatwe do zidentyfikowania:

X - mały metacentryk, Y - duży submetacentryk.

NOR - rejony jąderkotwórcze) - u 5 par chromosomów (jeszcze niezidentyfikowanych).

Świnia 2n = 38

Występują wszystkie 4 typy morfologiczne chromosomów.

X i Y- metacentryczne (X - największy, Y - najmniejszy metacentryk).

NOR - 2 pary: 8 i 10.

Koń 2n = 64

Wśród autosomów są chromosomy jedno i dwuramienne.

X - duży submetacentryk, Y - mały akrocentryk.

NOR - pary 1, 28, 31, u niektórych ras także 27.

Człowiek 2n = 46

NOR - 13, 14, 15, 21, 22

X - duży submetacentryk, Y - mały akrocentryk.

Ptaki 2n = 78

Układ chromosomów płci u ptaków jest odwrotny niż u ssaków.

Samice są heterogametyczne, mają chromosomy płciowe oznaczane jako Z, W.

Samce są homogametyczne i posiadają chromosomy Z, Z.

Kura ma 9 par makrochromosomów (w tym para chromosomów płciowych) i 30 par mikrochromosomów, których nie można rozróżnić konwencjonalnymi technikami barwienia prążkowego.

2

---