Cromozomii
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 34

CROMOZOMII PowerPoint PPT Presentation


  • 64 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

CROMOZOMII. Structurile celulare care contin AND si cele care intervin in realizarea functiilor sale (ribozomii si centriolii) alcatuiesc aparatul genetic. Nucleul este elementul principal al aparatului genetic.

Download Presentation

CROMOZOMII

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Cromozomii

CROMOZOMII

Structurile celulare care contin AND si cele care intervin in realizarea functiilor sale (ribozomii si centriolii) alcatuiesc aparatul genetic.

Nucleul este elementul principal al aparatului genetic.

In nucleu fiecare molecula de AND se asociaza cu proteine histonice, nonhistonice si mici cantitati de ARN, formand un complex nucleo-proteic denumit CROMATINA.


Cromozomii

  • Interactiunile dintre AND si proteine au un rol structural in organizarea supramoleculara a AND si un rol functional in mecanismele care regleaza expresia si replicarea genelor.

  • Cromozomii sunt elemente dinamice si constante ale celulei cu functii genetice esentiale.

  • Exceptand procariotele care au un singur cromozom circular, la eucariote numarul cromozomilor este caracteristic fiecarei specii:


Cromozomii

  • OM - 46

  • MAIMUTA - 42

  • CIMPANZEU - 48

  • BOVINE - 60

  • CAINE - 78

  • PISICA - 38

  • CAL - 64

  • SOARECE - 40

  • DROSOPHILA- 8


Cromozomii

  • Numarul cromozomilor in celula nu respecta gradul de evolutie biologica si complexitatea structural functionala a speciei.

  • Ca urmare, numarul cromozomilor nu este un criteriu taxonomic de stabilire a pozitiei filogenetice, a gradului evolutiei biologice.

  • In lumea vie sunt specii inferioare ca evolutie filogenetica dar cu un numar mare de cromozomi ( exemplu crapul are 104 cromozomi pe cand omul 46 cromozomi).


Cromozomii

  • AND reprezinta cel mai important constituent al cromozomilor eucariotici, in el gasindu-se programul genetic al speciei respective.

  • Informatia genetica e codificata in macromolecula de AND, un polimer linear care contine milioane de nucleotide. Un milion de nucleotide inseamna un segment de AND cu o lungime de 3,4X10 la puterea 5 nm, adica 0,034cm.

  • In cromozomii eucariotelor, AND-ul reprezinta 13-16 %, ARN-ul 12-13 % iar proteinele histonice si non histonice 68-72 %.


Histonele

HISTONELE

  • Sunt proteine bazice cu o mare afinitate pt ADN prezente la toate eucariotele.

  • Genele care codifica histonele au o structura particulara ( fara introni) si se afla localizate pe cromozomii 1,6,12 . Se exprima in faza S a ciclului celular sincron cu replicarea AND.

  • La eucariote se deosebesc 5 tipuri de histone : H1,H2A, H2B, H3, H4. Cu exceptia lui H1, celelalte tipuri (in special H3,H4) au o structura stabila, bine conservata in evolutie.


Cromozomii

  • H1 - bogata in lizina

  • H2A - bogata in leucina

  • H2B - bogata in serina

  • H3 - bogata in arginina si cisteina

  • H4 - bogat in arginina


Cromozomii

  • Au rol structural in compactarea ADN-ului in nucleu, intrand in alcatuirea nucleozomilor, particula fundamentala din structura fibrelor de cromatina.

  • Au rol functional fiind implicate in reglarea expresiei genelor ( transcriptie).

  • Acetilarea histonelor determina activarea unor gene, metilarea lor produce represie genica iar fosforilarea lui H1 provoaca condensarea fibrilelor de cromatina interfazica in cromozomi si declanseaza mitoza.

  • Experimental s-a demonstrat ca histonele stabilizeaza dublul helix si inhiba sinteza ARN.


Non histonele

NON HISTONELE

  • Sunt proteine acide si neutre, heterogene si putin abundente ( exceptie face grupul proteinelor HMG- “ high mobility group”).

  • Majoritatea au rol functional intervenind specific in reglarea activitatii genelor ( ex. HMG participa se pare la reglarea replicarii AND).

  • Unele au rol structural formand matricea cromozomilor.


Cromozomii

  • Moleculele de AND si histonele sufera spiralizari succesive alcatuind un sistem ierarhizat de fibre de cromatina.

  • La inceputul diviziunii, fibrele de cromatina se spiralizeaza si se condenseaza suplimentar formand cromozomii. La sfarsitul diviziunii, acestia se despiralizeaza si persista in interfaza sub forma filamentelor de cromatina.

  • Deci, cromatina si cromozomii sunt doua modalitati diferite de organizare morfofunctionala a materialului genetic in interfaza si diviziune


Cromatina

CROMATINA

  • Asocierea dintre AND si proteine se numeste cromatina.

  • Prezinta diferite grade de condensare si se prezinta sub doua tipuri morfofunctionale distincte : eucromatina si heterocromatina ( clasificare facuta de E.Heitz in 1928).

  • Eucromatina:

  • este putin condensata si slab colorata

  • prezinta mult AND nerepetitiv bogat in perechi de baze G-C si proteine nonhistonice

  • reprezinta partea activa genetic a cromatinei

  • se replica precoce la inceputul fazei S

  • alcatuieste benzile R din cromozomi


Heterocromatina

Heterocromatina

  • este puternic condensata si intens colorata

  • prezinta AND repetitiv bogat in A-T si histone

  • desi inactiva genetic indeplineste anumite functii celulare precum : stabilizeaza centromerul si telomerele cromozomului, intervine in desfasurarea meiozei ( in sinapsa cromozomilor omologi) si probabil in diferentierea celulara

  • este de doua feluri : constitutiva si facultativa ( clasificare facuta de S.Brown in 1975).


Heterocromatina constitutiva

Heterocromatina constitutiva

  • Se gaseste constant sub forma condensata

  • Nu contine gene functionale si este formata din AND inalt repetitiv ( AND satelit)

  • Se gaseste in regiunea centromerului, pe bratul lung al cromozomului Y, pe bratele scurte ale cromozomilor acrocentrici si in constrictiile secundare

  • Alcatuieste benzile C din cromozomi


Heterocromatina facultativa

Heterocromatina facultativa

  • Variaza la celule diferite si chiar la organisme diferite : in unele celule, anumite parti sau gene din cromozomi pot fi active, in alte celule, aceleasi structuri pot sa nu functioneze fiind sub forma de heterocromatina

  • Aceasta heterocromatinizare poate fi limitata la un anumit segment din cromozom sau poate cuprinde tot cromozomul ( exemplu tipic la sexul feminin cand unul din cei doi cromozomi X este inactiv formand corpusculul sexual X).


Nucleozomul

NUCLEOZOMUL

  • Primul nivel de organizare supramoleculara a AND ( structura primara a cromozomului) este filamentul cu nucleozomi cu diametrul de 11 nm.

  • Nucleozomul (super helixul cromatinian) este alcatuit dintr-o secventa de AND ( de 146 pb) care se infasoara aproximativ doua rotatii complete ( 1 tur si ¾) in jurul unui miez histonic format din 8 histone ( cate 2 molecule din H2A, H2B, H3, H4).


Cromozomii

  • Nucleozomii sunt legati intre ei printr-un segment de AND liber ( 60 pb) formand un filament asemanator unui “sirag de margele”. Aceasta structura (mentinuta strans de histona H1 care leaga doi nucleozomi vecini) realizeaza o impachetare a AND-ului de circa 10 ori.

  • Dimensiunile nucleozomilor depind de organism, tesut sau de starea de activitate a genomului celular ( exemplu : cand AND-ul se replica, nucleozomii se deschid pentru ca informatia genetica sa devina accesibila).


Cromozomii

  • Nucleozomul contine cantitati aproximativ egale de AND si histone. Masa moleculara a nucleosomului este de cca 262 000 de daltoni, fiind alcatuita astfel :

    H1 = 24000

    H2A X 2 = 28000

    H2B X 2 = 28000

    H3 X 2 = 30000

    H4 X 2 = 22000

    Deci in total histonele reprezinta 132000 de daltoni si AND diferenta de 130000 de daltoni ( cca 200 pb).


Solenoidul

SOLENOIDUL

  • Este al doilea nivel de organizare ( structura secundara sau super-super-helixul) sau fibra de cromatina de 30 nm.

  • Acesta rezulta prin spiralizarea filamentului cu nucleozomi. Aceasta structura ( cu pasul de 6 nucleozomi) este stabilizata de histona H1 si realizeaza o compactare de 5 ori.

  • In solenoid zonele spiralizate alterneaza cu zone nespiralizate unde se pot fixa o serie de proteine specifice. Totodata prin aceasta noua spiralizare, diferite regiuni care pe AND-ul liniar se aflau la distanta, sunt apropiate favorizand interactiunile genice.


Bucla cromozomica

BUCLA CROMOZOMICA

  • Este al treilea nivel de organizare ( structura tertiara a cromozomului) care rezulta prin plierea fibrei de cromatina de 30 nm in bucle laterale de lungimi diferite ( 20-100 Kb), formandu-se fibra cu diametrul de 300 nm.

  • Buclele au o dispozitie helicoidala fiind dispuse in rozete hexametrice.

  • Dispunerea bucleiforma a fibrei polisolenoidice si conservarea buclelor in cromozomii metafazici sunt determinate de prezenta proteinelor non histonice Sc1 si Sc2 ( scaffold”)

  • Se considera ca fiecare bucla ar putea fi o unitate functionala, de transcriptie si replicare.


Structura cuaternara

STRUCTURA CUATERNARA

  • Este al patrulea nivel de organizare a cromozomilor la eucariote

  • Dupa dispozitia bucleiforma a fibrei nucleoproteice urmeaza un proces de hipercondensare a AND-ului.

  • Prin spiralizarea fibrei de 300 nm, care are loc in interfaza, ia nastere fibra de 700 nm care corespunde diametrului unei cromatide.

  • Fiecare cromatida contine o singura molecula de ADN.


Cromozomii

  • Buclele anterior descrise se vor rasuci suplimentar in metafaza. Intr-o rasucire de 360 apar aproximativ 30 de rozete hexametrice avand drept corespondent banda G de pe cromozomii umani.

  • Numarul de rasuciri complete depinde de cantitatea de AND/cromozom ( ex. la cr 1 ar fi intre 29-33 de asemenea rotatii).

  • In procesele de rasucire participa in jur de 30 de proteine non histonice HMG, MARs ( matrix associated regions) sau SARs ( scaffold associated regions). Astfel molecula de AND sufera o compactare de 10000 ori.


Nucleozomul1

NUCLEOZOMUL


Cromozomii b

CROMOZOMII B

  • Sunt numiti si cromozomi aditionali complementului normal de cromozomi (cromozomi supranumerari)

  • Au fost identificati la peste 1000 specii de plante si 260 specii de animale

  • Indivizii care au cromozomi B nu se deosebesc fenotipic de indivizii conspecifici lipsiti de prezenta acestor cromozomi

  • Se numesc B, deoarece prezenta lor nu este indispensabila pentru cresterea, dezvoltarea si reproducerea normala a organimelor


Caracteristicile cromozomilor b

Caracteristicile cromozomilor B

  • Morfologie diferita in comparatie cu cromozomii A ( cromozomi esentiali)

  • Talie foarte mica

  • Contin o cantitate mai mare de heterocromatina constitutiva

  • Nu sunt omologi cu cromozomii A normali si nu se cupleaza cu acestia in timpul meiozei sau mitozei

  • Se mostenesc nemendelian la descendenti


Cromozomii

  • Nu contin gene indispensabile dezvoltarii si activitatii celulare

  • Efectul lor este cumulativ

  • Ca origine, provin din cromozomii A care au suferit o serie de deletii repetate, ce au dus la vidarea de ADN a cromozomului initial si reducerea considerabila a talie

  • Datorita transmiterii nemendeliene, nr. cromozomilor B variaza intre indivizii conspecifici ( uneori se constata ca un individ poate prezenta mai multe populatii celulare care difera intre ele prin numarul de cromozomi B).


Bandarea cromozomilor

BANDAREA CROMOZOMILOR

  • Dupa 1970 s-au dezvoltat tehnici moderne de citogenetica care permit prin metode de bandare identificarea precisa a fiecarui cromozom.

  • Tehnicile de bandare au ca principiu afinitatea pe care o manifesta unii coloranti sau agenti fluorescenti fata de AND.

  • Astfel clorhidratul de quinacrina manifesta afinitate fata de AND bogat in A-T care maresc intensitatea fluorescentei in timp ce G-C o reduc.

  • S-a observat ca si gradul de condensare al cromatinei influenteaza intensitate coloratiei benzilor.


Cromozomii

Bandarea Q:

- benzile Q identifica regiunile satelitilor cromozomilor acrocentrici

  • polimorfismul acestor regiuni si al cromozomului Y poate fi detectat prin bandare Q

    Bandarea G:

  • a devenit cea mai uzuala tehnica pentru cromozomii umani

  • Benzile G se obtin prin digestie enzimatica controlata cu tripsina urmata de colorarea Giemsa


Cromozomii

  • Bandarea R:

  • se obtine prin denaturare termica controlata ( 85) a preparatelor intr-o solutie salina inaintea colorarii cu acridin oranje

  • benzile G negative devin prin aceasta tehnica benzi R pozitive si invers

  • Bandarea T:

  • evidentiaza telomerele

  • Bandarea C:

  • Evidentiaza centromerii cu exceptia cromozomului Y, la care banda intens colorata e localizata in regiunea distala a bratului q


  • Login