Кариотип

 


Кариотипом называется хромосомный комплекс вида со всеми его особенностями: числом хромосом, их формой, наличием видимых под световым микроскопом деталей строения отдельных хромосом. Иногда термин «кариотип» употребляют по отношению к хромосомному набору единичной клетки или группы тканевых клеток. В начале 70-х годов были разработаны методы дифференциальной окраски, которые позволили выявить в каждой хромосоме любого вида специфическое чередование различно окрашенных (темных и светлых) полос. В принципе, гомологичные хромосомы имеют одинаковую картину дифференциальной окрашиваемости. Специфичность поперечной исчерченности хромосом заключается в числе и размерах этих полос. Уже в 1971 г. была принята действующая и в настоящее время унифицированная система идентификации хромосом и хромосомных сегментов человека.

         Среди методов выявления полос наиболее распространены С-метод и G-метод. В обоих случаях в качестве красителя используют реактив Гимза, а различия в расположении полос проявляются вследствие особенностей предфиксационной обработки.

         В составе хромосом в виде темных полос С-метод позволяет выявить гетерохроматические районы, т.е. те участки, которые в ядрах интерфазных клеток остаются компактными и под микроскопом выглядят как плотно окрашенные глыбки. Темные С-полосы располагаются чаще всего в прицентромерных участках хромосом, что указывает на внутрихромосомное распределение гетерохроматических районов.

         Гетерохроматические районы в функциональном отношении слабоактивны. Различают конститутивный (истинный) и факультативный гетерохроматин. Первый имеет специфичную структуру и постоянно находится в идентичных участках гомологичных хромосом: в прицентромерных районах и возле уплотнений на концах плеч — так называемых теломеров, реже в других, характерных для каждой хромосомы местах. Второй появляется лишь в определенные периоды жизни клетки либо содержится в хромосомах клеток некоторых тканей. Факультативный гетерохроматин — это целые хромосомы или эухроматические районы хромосом, находящиеся в состоянии компактизации, подобно конститутивному гетерохроматину, и вследствие этого почти лишенные генетической активности. Из двух гомологичных хромосом такой хроматин, как правило, содержит лишь одна.

         Неокрашенные С-методом участки хромосом (светлые полосы) соответствуют эухроматическим районам, составляющим у большинства видов 80-90 %  всего генетического материала клетки. В отличие от гетерохроматических эухроматические районы декомпактизуются в телофазе митоза.

            Как отмечалось ранее, каждая хромосома имеет центромеру, или первичную перетяжку,— место прикрепления нитей веретена. Иногда наблюдаются вторичные перетяжки, не связанные с функциями митотических движений хромосом. Первая перетяжка делит хромосомы на плечи. Ее положение в середине, близко к середине или почти у концевых участков хромосомы, называемых теломерами, позволяет классифицировать хромосомы на метацентрические, субметацентрические и акроцентрические соответственно. У некоторых хромосом во всех или в большинстве клеток бывают видны спутники — небольшие, как правило, специфические фрагменты тела хромосомы, соединенные с теломерами участком декомпактизованной ДНК — спутничной нитью.

         Число хромосом видоспецифично. Ниже приводится диплоидное число хромосом у некоторых животных и растений.

         Животные                                                                            Растения

Человек …….. 46                                                               Кукуруза …….. 20

Шимпанзе …...48                                                               Рожь …………..14

Крыса ………..42                                                               Рис …………….24

Мышь ………..40                                                               Яблоня  ……….51,34

Курица ………78                                                               Слива ………….48

Кролик ………44                                                               Хлопчатник …...52

Собака ……….78                                                               Картофель …….48

Дрозофила ……8                                                               Томат …………..24

Окунь ……….. 28                                                              Скерда зелёная ...6

Сазан ………..108                                                              Подсолнечник …34

Пчела ………..16, 32                                                          Бобы конские ….12

Речной рак ….98                                                                Твёрдая пшеница ….28

Лошадиная аскарида … 2,4

         Хотя закономерности, характеризующие кариотип, иногда и отражают эволюцию определенных видов, в целом по структуре кариотипа прямо судить о систематическом положении вида нельзя. Вариации числа хромосом (если учесть, что у одного из вариантов лошадиной аскариды 2n=2) достигают двух порядков, т. е. существуют виды с кариотипом, включающим сотни хромосом

         Таким образом, благодаря исследованиям цитологов и генетиков  в конце XIX – начале XX в. была обоснована роль ядра в наследственности, а наблюдения за поведением хромосом в митозе и мейозе привели к заключению, что именно с ними связана передача наследственных признаков.

Предыдущие материалы: Следующие материалы: