Хромосомы в нервной клетки

Цена:

Авторы работы:

Научный журнал:

Год выхода:

ГЕНЕТИКА, 2010, том 46, № 10, с. 1352-1355

НЕСТАБИЛЬНОСТЬ ХРОМОСОМ В НЕРВНЫХ КЛЕТКАХ ЧЕЛОВЕКА В НОРМЕ И ПРИ НЕРВНО-ПСИХИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ

Учреждение Российской академии медицинских наук Научный центр психического здоровья, Москва 119152;

Предполагается, что генетический механизм патогенеза таких распространенных нервных и психических заболеваний, как шизофрения (ШЗ), аутизм, атаксия-телеангиэктазия (AT) и болезнь Альц-геймера (БА), связан со структурной и функциональной нестабильностью генома в клетках головного мозга. Анеуплоидия является одним из наиболее значимых биологических маркеров нестабильности генома. Современные молекулярно-цитогенетические методы (I-mFISH, QFISH и ICS-MCB) позволяют решать многие фундаментальные биологические проблемы, в том числе анализ вариаций генома в клетках головного мозга. С помощью этих методов нами впервые исследована анеуплоидия в клетках эмбрионального и взрослого мозга человека в норме, при AT, БА и ШЗ, а также в клетках крови детей с аутизмом. Показано 2-3-кратное повышение уровня анеуплоидии в эмбриональном мозге с последующей редукцией числа аномальных клеток во взрослом мозге. При ШЗ обнаружена мозаичная анеуплоидия по хромосомам 1, 18 и X. Исследование клеток крови у детей с аутизмом показало наличие хромосомного мозаицизма по хромосомам X, 9 и 15. При AT наблюдалась глобальная экспрессия анеуплоидии в клетках головного мозга, затрагивающая до 20— 50% нейронов коры и мозжечка. Кроме того, в дегенерирующем мозжечке выявлена локальная нестабильность хромосомы 14 в виде разрывов в участке 14ql2. При БА выявлено 10-кратное увеличение уровня анеуплоидии по хромосоме 21 в отделах мозга, подверженных нейродегенерации. Эти данные свидетельствуют о том, что мозаичная нестабильность генома в нервных клетках является одним из механизмов нейродегенеративных и психических заболеваний.

Изучение геномных вариаций в соматических клетках человека свидетельствует о том, что многие заболевания центральной нервной системы (ЦНС) могут быть связаны с изменением числа хромосом в клетке или анеуплоидии. Более того, предполагается, что патогенез таких распространенных заболеваний, как шизофрения (ШЗ), аутизм и болезнь Альцгеймера (БА), связан с ане-уплоидией, наблюдающейся исключительно в клетках головного мозга. Тем не менее долгое время особенности структурно-функциональной организации хромосом в клетках головного мозга как в норме, так и при патологии оставались малоизученными [1—3]. Этот факт, вероятно, связан с ограниченными возможностями молекулярных и цитогенетических методов для анализа генома (хромосом) клеток ЦНС [1, 4]. Методологические и технические трудности были преодолены с разработкой новых молекулярно-цитогенетических методов: интерфазная многоцветовая флуоресцентная гибридизация in situ (mFISH) [5—7], количественная FISH (QFISH) [8]; интерфазное хромосомоспецифичное многоцветовое окрашивание хромосом (ICS-MCB) [9, 10]. Эти новые

подходы к изучению интерфазных хромосом позволяют проводить исследования организации и функционирования генома ЦНС на клеточном уровне с молекулярным разрешением до нескольких десятков тысяч пар нуклеотидов [1—4, 9, 10].

Настоящая работа подводит итоги исследований по нестабильности хромосом (анеуплоидии) в клетках головного мозга в норме и при патологии, включающей нервные и психические заболевания детского (аутизм, АТ) и взрослого (ШЗ, БА) возраста. При изучении хромосом в клетках эмбрионального мозга человека был определен уровень спорадических хромосомных мутаций, который проявлялся в виде анеуплоидии, затрагивающей до 30—35% нервных клеток мозга эмбриона [7, 11]. Во многих случаях отмечался тканеспеци-фический мозаицизм в клетках эмбрионального мозга с уровнем анеуплоидии до 2—5% для индивидуальных хромосом [11]. В клетках взрослого мозга в норме уровень анеуплоидии в расчете на геном составил 9—10% [7, 9, 12]. Был также проведен анализ детского нейродегенеративного заболевания, связанного с хромосомной нестабиль-

Молекулярно-цитогенетические исследования клеток головного мозга человека (в норме и патологии) и клеток крови детей с аутизмом

Объект исследования Результаты исследований Методы исследования Ключевые ссылки

Эмбриональный мозг (норма) от 0.6 до 3%* (

от 1.25 до 1.45%* (30-35%)** тркн/дркндся-мсв [11]

Головной мозг (норма) от 0.1 до 0.8%* (

от 0.2 до 2%* (10%)** 1С$-МСВ [9]

10%)** тркн/дркндся-мсв [12—14, 16]

АТ (кора) от 20 до 50%** тркн/дркндся-мсв [12, 13]

40%** (в основном перестройки хромосомы 14) тркн/дркндся-мсв [14]

БА 10-20%** (в основном анеуплоидия хромосомы 21) тркн/дркндся-мсв [12]

ШЗ Случаи моносомии и трисомии хромосом 18 и X тРКн [15]

ШЗ Увеличение (в 2 раза) стохастической анеуплоидии; два случая — мозаичная анеуплоидия хромосомы 1 тркн/дркндс8-мсв [16]

Дети с аутизмом У 16% детей — мозаичная анеуплоидия (10% — XXV) тркн/дркн [18]

5% детей с хромосомными аномалиями тркн [17, 19]

* Для каждой хромосомы. ** Экстраполяция на весь геном.

ностью, — атаксии-телеангиэктазии (АТ). При АТ наблюдалась глобальная анеуплоидия в значительном числе нервных клеток мозга (до 50%) [12, 13], в то время как в пораженном нейродегенера-цией мозжечке дополнительно выявлена нестабильность хромосомы 14 (анеуплоидия, хромосомные разрывы), частота которой достигала до 40% и была связана с разрывами в участке 14д21. При дальнейшем анализе этого хромосомного участка было обнаружено, что разрывы с наибольшей вероятностью локализованы в генах-регуляторах активности генома Е0Х01Б и Ы0УЛ1 [14].

Молекулярно-цитогенетическое исследование БА выявило 10-кратное (по сравнению с контролем) увеличение числа клеток с анеуплоидией по хромосоме 21 в коре головного мозга и гиппо-кампе (отделы мозга, подверженные нейродеге-нерации) [12]. При ШЗ обнаружено достоверное повышение уровня спонтанной анеуплоидии, а также моносомия и трисомия хромосом 1, 18 и X (процентное содержание анеуплоидного клона — до 5%) в отдельных случаях [15, 16]. Помимо этого были также исследованы 116 детей с аутизмом.

При этом выявлены низкопроцентный мозаи-цизм и хромосомные аномалии в клетках крови [17—19]. Хромосомные аномалии наблюдались примерно у 5% детей [17, 19]. Молекулярно-цито-генетические исследования детей с аутизмом показали, что низкопроцентный мозаицизм (мозаичная анеуплоидия хромосом 9, 15, 16, 18 и X) наблюдается у 19% индивидуумов. Примечательно, что у 10% детей наблюдалась дополнительная хромосома X в мужском кариотипе. Последнее может быть использовано для объяснения преобладания мальчиков среди больных аутизмом [18]. Таблица суммирует данные молекулярно-цитоге-нетических исследований клеток мозга человека в норме и патологии, а также молекулярно-цито-генетический анализ клеток крови у детей с аутизмом.

Изучение вариаций хромосомного набора в клетках ЦНС в норме и при нервно-психической патологии подтверждает ранее выдвинутые гипотезы, рассматривающие соматическую нестабильность генома в качестве одной из наиболее вероятных и универсальных генетических при-

чин болезней головного мозга, связанных с нарушением гомеостаза и гибелью нервных клеток (синдромы хромосомной нестабильности (AT), аутизм, умственная отсталость, БА и ШЗ) [20, 21].

Работа поддерживалась грантами INTAS 0351-4060; AT Children's Project (RUB-16-18-MO-06), DFG LI 820/18-1 и 436 RUS 17/88/06; DLR/BMBF (RUS 09/006); Philip Morris USA, Inc и РГНФ (0606000639a).

1. Iourov I.Y., Vorsanova S.G., Yurov Y.B. Chromosomal variation in mammalian neuronal cells: known facts and attractive hypotheses // Int. Rev. Cytol. 2006. V 249. P. 143-191.

2. IourovI.Y., Vorsanova S.G., Yurov Y.B. Intercellular genomic (chromosomal) variations resulting in somatic mosaicism: mechanisms and consequences // Curr. Genomics. 2006. V. 7. № 7. P. 435-446.

3. Iourov I.Y., Vorsanova S.G., Yurov Y.B. Molecular cytogenetics and cytogenomics of brain diseases // Curr. Genomics. 2008. V. 9. № 7. P. 452-465.

4. Ворсанова С.Г., Юров И.Ю., Соловьев И.В., Юров Ю.Б. Гетерохроматиновые районы хромосом человека: клинико-биологические аспекты. М.: Медпрактика, 2008. 300 с.

5. Soloviev I.V., Yurov Y.B., Vorsanova S.G. et al. Prenatal diagnosis of trisomy 21 using interphase fluorescence in situ hybridization of post-replicated cells with site-specific cosmid and cosmid contig probes // Prenat. Di-agn. V. 15. № 3. P. 237-248.

6. Vorsanova S.G., Kolotii A.D., Iourov I.Y. et al. Evidence for high frequency of chromosomal mosaicism in spontaneous abortions revealed by interphase FISH analysis // J. Histochem. Cytochem. 2005. V 53. № 3. P. 375-380.

7. Yurov Y.B., Iourov I.Y., Monakhov V.V. et al. The variation of aneuploidy frequency in the developing and adult human brain revealed by an interphase FISH study // J. Histochem. Cytochem. 2005. V. 53. № 3. P. 385-390.

8. Iourov I.Y., Soloviev I.V., Vorsanova S.G. et al. An approach for quantitative assessment of fluorescence in situ hybridization (FISH) signals for applied human molecular cytogenetics // J. Histochem. Cytochem. 2005. V. 53. № 3. P. 401-408.

9. Iourov I.Y., Liehr Т., Vorsanova S.G. et al. Visualization of interphase chromosomes in postmitotic cells of the human brain by multicolour banding (MCB) // Chromosome Res. 2006. V. 14. № 3. P. 223-229.

10. Iourov I.Y., Liehr Т., Vorsanova S.G., Yurov Y.B. Interphase chromosome-specific multicolor banding (ICS-MCB): a new tool for analysis of interphase chromosomes in their integrity // Biomol. Eng. 2007. V. 24. № 4. P. 415-417.

11. Yurov Y.B., Iourov I.Y., Vorsanova S.G. et al. Aneup-loidy and confined chromosomal mosaicism in the de-

veloping human brain // PLoS ONE. 2007. V 2. № 6. e558.

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

ВЫЯВЛЕНИЕ ГЕНОВ-КАНДИДАТОВ АУТИЗМА, ОСНОВАННОЕ НА МОЛЕКУЛЯРНО-ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОМ И IN SILICO АНАЛИЗАХ ГЕНОМНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ХРОМОСОМНЫХ УЧАСТКОВ, ВОВЛЕЧЕННЫХ В НЕСБАЛАНСИРОВАННЫЕ ПЕРЕСТРОЙКИ

ВОРСАНОВА С.Г., САПРИНА Е.А., ЮРОВ И.Ю., ЮРОВ Ю.Б. — 2010 г.

БЕРЕШЕВА А.К., ВОРСАНОВА С.Г., ДЕМИДОВА И.А., КОЛОТИЙ А.Д., КРАВЕЦ B.C., КУРИННАЯ О.С., МОНАХОВ В.В., СОЛОВЬЕВ И.В., ЮРОВ И.Ю., ЮРОВ Ю.Б. — 2010 г.

ВОРСАНОВА С.Г., СОЛОВЬЕВ И.В., ЮРОВ И.Ю., ЮРОВ Ю.Б. — 2010 г.

БОРИНСКАЯ С.А., ГРИГОРЕНКО А.П., ИСЛАМГУЛОВ Д.В., РОГАЕВ Е.И. — 2008 г.

Во время сна молекулярным машинам, ремонтирующим ДНК, удобнее выполнять свою работу.

Мы знаем, что сон помогает бороться с инфекциями, что он нужен для нормального обмена веществ, что во время сна мозг избавляется от молекулярного мусора и превращает кратковременную память в долговременную и т. д. Исследователи из Университета Бар-Илана добавили длинному списку биологических процессов, для которых нужен сон, ещё и ремонт ДНК в нейронах.

ДНК в наших клетках постоянно повреждается – из-за молекул-окислителей, которые в той или иной степени есть всегда, из-за внешних факторов, вроде радиоактивного фона, из-за ошибок молекулярных машин, которые работают с генетической информацией. Если говорить о нейронах, мы как-то писали, что сами нейроны вынуждены постоянно рвать свою ДНК – разрывы в ней помогают активировать гены, необходимые для укрепления межнейронных контактов-синапсов. Но разрывы, даже если они нужны для работы, необходимо постоянно заделывать.

Для ремонта ДНК у клетки есть целые молекулярные комплексы, специализирующиеся на тех или иных повреждениях. Если речь идёт о разрыве, то белки, которые занимаются разрывами, должны правильно сблизить разорванные концы и сшить их. Сблизить концы непросто – ДНК всегда усажена большим количеством белков, которые её поддерживают, считывают с неё информацию и т. д. Двигать её для сшивания нужно так, чтобы не возникло конфликта с другими процессами.

Исследователи экспериментировали с личинками рыбы полосатый данио – как большинство живых организмов, рыбы не могут обходиться без сна, в свою очередь, смена сна и бодрствования у них регулируется биологическими часами. Окрасив специальными красителями хромосомы в нейронах личинок, авторы работы заметили, что, во-первых, во время сна хромосомы в нейронах начинают активно двигаться. Во-вторых, как говорится в статье в Nature Communications, число двойных разрывов в ДНК увеличивалось во время бодрствования и уменьшалось во время сна. В-третьих, число разрывов уменьшалось именно благодаря динамике хромосом, благодаря тому, что они во время сна активнее двигались. Если эти движения блокировали с помощью особого белка, который прикреплял хромосомы к оболочке ядра, ДНК так и оставалась повреждённой, несмотря на сон.

Также оказалось, что активный ремонт хромосом во время сна свойствен именно нейронам. В других клетках, которым не свойственно электрическое возбуждение, которые не проводят никаких электрических сигналов, такой закономерности не было. Отсюда можно сделать вывод, что именно электрохимическая активность нейронов во время бодрствования мешает им ремонтировать собственную ДНК. Наконец, если число разрывов в ДНК дополнительно увеличивали с помощью вещества-мутагена, то личинки спали дольше – как если бы нейроны чувствовали, что им нужно больше времени на ремонт хромосом.

Если коротко всё это суммировать, то получается следующее: во время бодрствования нейроны слишком активны, и белки, ремонтирующие разрывы в ДНК, не могут выполнять свою работу, как надо – им, вероятно, просто неудобно работать с ДНК. Во время сна нейроны относительно успокаиваются, и хромосомы можно перемещать так, чтобы было удобно их ремонтировать. Хотя эксперименты, как было сказано, ставили на рыбах, есть все основания полагать, что так же обстоят дела и у других животных, и даже у человека. И надо признать, что это веская причина, чтобы немедленно начинать высыпаться.

Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)

Чтобы правильно работать, нейроны вынуждены постоянно рвать свою ДНК – именно разрывы в ней помогают активировать гены, необходимые для укрепления межнейронных контактов.

Главный компонент мозга человека или другого млекопитающего – нейрон (другое название – неврон). Именно эти клетки образуют нервную ткань. Наличие невронов помогает приспособиться к условиям окружающей среды, чувствовать, мыслить. С их помощью передается сигнал в нужный участок тела. Для этой цели используются нейромедиаторы. Зная строение нейрона, его особенности, можно понять суть многих заболеваний и процессов в тканях мозга.

В рефлекторных дугах именно нейроны отвечают за рефлексы, регуляцию функций организма. Трудно найти в организме другой вид клеток, который отличался бы таким многообразием форм, размеров, функций, строения, реактивности. Мы выясним каждое различие, проведем их сравнение. В нервной ткани содержатся нейроны и нейроглия. Подробно рассмотрим строение и функции нейрона.

Благодаря своему строению нейрон является уникальной клеткой с высокой специализацией. Он не только проводит электрические импульсы, но и генерирует их. В ходе онтогенеза нейроны утратили возможность размножаться. При этом в организме присутствуют разновидности нейронов, каждой из которых отводится своя функция.

Нейроны покрыты крайне тонкой и при этом очень чувствительной мембраной. Ее называют нейролеммой. Все нервные волокна, а точнее их аксоны, покрыты миелином. Миелиновая оболочка состоит из глиальных клеток. Контакт между двумя нейронами называется синапс.

Строение

Внешне нейроны очень необычны. У них есть отростки, количество которых может варьироваться от одного до множества. Каждый участок выполняет свою функцию. По форме нейрон напоминает звезду, которая находится в постоянном движении. Его формируют:

сома (тело);
дендриты и аксоны (отростки).

Аксон и дендрит есть в строении любого нейрона взрослого организма. Именно они проводят биоэлектрические сигналы, без которых не могут происходить никакие процессы в человеческом теле.

Выделяют разные виды нейронов. Их отличие кроется в форме, размере, количестве дендритов. Мы подробно рассмотрим строение и виды нейронов, разделение их на группы, проведем сравнение типов. Зная виды нейронов и их функции, легко понять, как устроен мозг и ЦНС.

Анатомия невронов отличается сложностью. Каждый вид имеет свои особенности строения, свойства. Ими заполнено все пространство головного и спинного мозга. В теле каждого человека встречается несколько видов. Они могут участвовать в разных процессах. При этом данные клетки в процессе эволюции утратили способность к делению. Их количество и связь относительно стабильны.

Нейрон – это конечный пункт, который подает и принимает биоэлектрический сигнал. Эти клетки обеспечивают абсолютно все процессы в теле и имеют первостепенную важность для организма.

В теле нервных волокон содержится нейроплазма и чаще всего одно ядро. Отростки специализируются на определенных функциях. Они делятся на два вида – дендриты и аксоны. Название дендритов связано с формой отростков. Они действительно похожи на дерево, которое сильно ветвится. Размер отростков – от пары микрометров до 1-1,5 м. Клетка с аксоном без дендритов встречается только на стадии эмбрионального развития.

Задача отростков – воспринимать поступающие раздражения и проводить импульс к телу непосредственно нейрона. Аксон нейрона отводит от его тела нервные импульсы. У неврона лишь один аксон, но он может иметь ветви. При этом появляется несколько нервных окончаний (два и больше). Дендритов может быть много.

По аксону постоянно курсируют пузырьки, которые содержат ферменты, нейросекреты, гликопротеиды. Они направляются от центра. Скорость движения некоторых из них – 1-3 мм в сутки. Такой ток называют медленным. Если же скорость движения 5-10 мм в час, подобный ток относят к быстрому.

Если веточки аксона отходят от тела неврона, то дендрит ветвится. У него много веточек, а конечные являются самыми тонкими. В среднем насчитывается 5-15 дендритов. Они существенно увеличивают поверхность нервных волокон. Именно благодаря дендритам, невроны легко контактируют с другими нервными клетками. Клетки с множеством дендритов называют мультиполярными. Их в мозге больше всего.

А вот биполярные располагаются в сетчатке и аппарате внутреннего уха. У них лишь один аксон и дендрит.

Не существует нервных клеток, у которых вовсе нет отростков. В организме взрослого человека присутствуют невроны, у которых минимум есть по одному аксону и дендриту. Лишь у нейробластов эмбриона есть единственный отросток – аксон. В будущем на смену таким клеткам приходят полноценные.

В нейронах, как и во множестве других клеток, присутствуют органеллы. Это постоянные составляющие, без которых они не способны существовать. Органеллы расположены глубоко внутри клеток, в цитоплазме.

У невронов есть крупное круглое ядро, в котором содержится деконденсированный хроматин. В каждом ядре имеется 1-2 довольно крупных ядрышка. В ядрах в большинстве случаев содержится диплоидный набор хромосом. Задача ядра – регулировать непосредственный синтез белков. В нервных клетках синтезируется много РНК и белков.

Нейроплазма содержит развитую структуру внутреннего метаболизма. Тут много митохондрий, рибосом, есть комплекс Гольджи. Также есть субстанция Ниссля, которая синтезирует белок нервных клеток. Данная субстанция находится вокруг ядра, а также на периферии тела, в дендритах. Без всех этих компонентов не получится передать или принять биоэлектрический сигнал.

В цитоплазме нервных волокон имеются элементы опорно-двигательной системы. Они располагаются в теле и отростках. Нейроплазма постоянно обновляет свой белковый состав. Она перемещается двумя механизмами – медленным и быстрым.

Постоянное обновление белков в невронах можно рассматривать, как модификацию внутриклеточной регенерации. Популяция их при этом не меняется, так как они не делятся.

У невронов могут быть разные формы тела: звездчатые, веретенообразные, шаровидные, в форме груши, пирамиды и т.д. Они составляют различные отделы головного и спинного мозга:

звездчатые – это мотонейроны спинного мозга;
шаровидные создают чувствительные клетки спинномозговых узлов;
пирамидные составляют кору головного мозга;
грушевидные создают ткань мозжечка;
веретенообразные входят в состав ткани коры больших полушарий.

Есть и другая классификация. Она делит нейроны по строению отростков и их числу:

униполярные (отросток лишь один);
биполярные (есть пара отростков);
мультиполярные (отростков много).

Униполярные структуры не имеют дендритов, они не встречаются у взрослых, а наблюдаются в ходе развития эмбриона. У взрослых есть псевдоуниполярные клетки, у которых есть один аксон. Он разветвляется на два отростка в месте выхода из клеточного тела.

У биполярных невронов по одному дендриту и аксону. Их можно найти в сетчатке глаз. Они передают импульс от фоторецепторов к ганглионарным клеткам. Именно клетки ганглии образуют зрительный нерв.

Большую часть нервной системы составляют невроны с мультиполярной структурой. У них много дендритов.

Разные типы нейронов могут существенно отличаться по размерам (5-120 мкм). Есть очень короткие, а есть просто гигантские. Средний размер – 10-30 мкм. Самые большие из них – мотонейроны (они есть в спинном мозге) и пирамиды Беца (этих гигантов можно найти в больших полушариях мозга). Перечисленные типы нейронов относятся к двигательным или эфферентным. Они столь велики потому, что должны принимать очень много аксонов от остальных нервных волокон.

Удивительно, но отдельные мотонейроны, расположенные в спинном мозге, имеют около 10-ти тыс. синапсисов. Бывает, что длина одного отростка достигает 1-1,5 м.

Существует также классификация нейронов, которая учитывает их функции. В ней выделяют нейроны:

чувствительные;
вставочные;
двигательные.

Итак, нейроны классифицируют по:

форме;
функциям;
числу отростков.

Невроны могут быть не только в головном, но и в спинном мозге. Они также присутствуют в сетчатке глаз. Данные клетки выполняют сразу несколько функций, они обеспечивают:

восприятие внешней среды;
раздражение внутренней среды.

Нейроны участвуют в процессе возбуждения и торможения мозга. Полученные сигналы отправляются в ЦНС благодаря работе чувствительных нейронов. Тут импульс перехватывается и передается через волокно в нужную зону. Его анализирует множество вставочных нейронов головного или спинного мозга. Дальнейшую работу выполняет двигательный нейрон.

Нейроглия

Эти мелкие клетки отделяют нейроны друг от друга, удерживают их на своем месте. У них длинный список функций. Благодаря нейроглии сохраняется постоянная система установленных связей, обеспечивается расположение, питание и восстановление нейронов, выделяются отдельные медиаторы, фагоцитируется генетически чужое.

Таким образом, нейроглия выполняет ряд функций:

опорную;
разграничительную;
регенераторную;
трофическую;
секреторную;
защитную и т.д.

В ЦНС нейроны составляют серое вещество, а за границами мозга они скапливаются в специальные соединения, узлы – ганглии. Дендриты и аксоны создают белое вещество. На периферии именно благодаря этим отросткам строятся волокна, из которых и состоят нервы.

Вывод

Физиология человека поражает своей слаженностью. Мозг стал величайшим творением эволюции. Если представлять организм в форме слаженной системы, то нейроны – это провода, по которым проходит сигнал от головного мозга и обратно. Их число огромно, они создают уникальную сеть в нашем организме. Ежесекундно по ней проходят тысячи сигналов. Это потрясающая система, которая позволяет не только функционировать организму, но и контактировать с окружающим миром.

Без невронов тело просто не сможет существовать, потому следует постоянно заботиться о состоянии своей нервной системы. Важно правильно питаться, избегать переутомления, стрессов, вовремя лечить заболевания.

Хромосомы находятся в ядре клетки, являются главными компонентами ядра.

Химический состав хромосом – 50% ДНК и 50% белка.

Функция хромосом – хранение наследственной информации.

Хромосома может быть одинарной (из одной хроматиды) и двойной (из двух хроматид). Центромера (первичная перетяжка) – это место соединения двух хроматид.

Одинарная хромосома превращается в двойную в процессе удвоения ДНК (репликации, редупликации) в интерфазе.
Двойная хромосома превращается в две одинарные (хроматиды становятся дочерними хромосомами) после разделения соединяющей их центромеры (в анафазе митоза и анафазе II мейоза).

Набор хромосом может быть:

одинарный (гаплоидный, n), у человека 23
двойной (диплоидный, 2n), у человека 46
тройной (триплоидный, 3n)
четверной (тетраплоидный, 4n) и т.п.

Гаплоидный набор характерен для гамет (половых клеток, сперматозоидов и яйцеклеток), а также для спор. Диплоидный набор характерен для соматических клеток (клеток тела).

Гаплоидный набор превращается в диплоидный при оплодотворении (происходит слияние двух гаплоидных гамет, получается диплоидная зигота).
Диплоидный набор превращается в гаплоидный в первом делении мейоза (происходит независимое расхождение гомологичных хромосом, количество хромосом уменьшается в два раза).

Триплоидный набор хромосом характерен для эндосперма семян цветковых растений. При двойном оплодотворении сливаются:

гаплоидные спермий и яйцеклетка; получается диплоидная зигота, из которой образуется зародыш;
гаплоидный спермий и диплоидная центральная клетка зародышевого мешка; получается триплоидный эндосперм.

Решение задач на количество хромосом:
1) Надо понять, где дано количество хромосом:

если в гамете, то данное в задаче число – n
если в соматической клетке, то 2n
если в эндосперме, то 3n

2) Математика-раз, вычисляем n

если 2n=24, то n=24/2=12
если 3n=24, то n=24/3=8

3) Математика-два: если n=24, то

в гамете будет n=24
в соматической клетке будет 2n=2x24=48
в эндосперме будет 3n=3x24=72

Выберите один, наиболее правильный вариант. Дочерние хроматиды становятся хромосомами после
1) разделения соединяющей их центромеры
2) выстраивания хромосом в экваториальной плоскости клетки
3) обмена участками между гомологичными хромосомами
4) спаривания гомологичных хроматид

Выберите один, наиболее правильный вариант. Какой набор хромосом будут иметь клетки после первого деления мейоза, если материнская клетка содержала 12 хромосом?
1) 6
2) 12
3) 3
4) 24

Выберите один, наиболее правильный вариант. Тетраплоидный организм образует гаметы
1) гаплоидные
2) диплоидные
3) триплоидные
4) тетраплоидные

Выберите один, наиболее правильный вариант. Из одной молекулы нуклеиновой кислоты в соединении с белками состоит
1) хлоропласт
2) хромосома
3) ген
4) митохондрия

Выберите один, наиболее правильный вариант. Запасающая ткань (эндосперм) у цветковых растений имеет набор хромосом
1) n
2) 2n
3) Зn
4) 4n

Выберите один, наиболее правильный вариант. Восстановление диплоидного набора хромосом в зиготе происходит в результате
1) мейоза
2) митоза
3) оплодотворения
4) конъюгации

ГАПЛОИДНЫЙ - ДИПЛОИДНЫЙ
1. Установите соответствие между эукариотическими клетками и наборами хромосом в них: 1) гаплоидный, 2) диплоидный. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) спора мха
Б) спермий сосны
В) лейкоцит лягушки
Г) нейрон человека
Д) зигота хвоща
Е) яйцеклетка пчелы

2. Установите соответствие между примерами клеток и их наборами хромосом: 1) гаплоидный, 2) диплоидный. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) споры хвощей
Б) клетки заростка папоротника
В) спермии покрытосеменных
Г) бластомеры ланцетника
Д) клетки спорофита мхов
Е) клетки энтодермы гаструлы гидры

СОМАТИЧЕСКАЯ - ЭНДОСПЕРМ
1. В кариотипе яблони 34 хромосомы. Сколько хромосом будет содержаться в клетках эндосперма её семени? В ответ запишите только соответствующее число.

2. Диплоидный набор кукурузы составляет 20 хромосом. Какой набор хромосом имеют клетки эндосперма кукурузы? В ответе запишите только количество хромосом.

3. В клетках листа ржи 14 хромосом. Какой набор хромосом имеет клетка эндосперма ржи? В ответе запишите только количество хромосом.

4. В клетке листа лука 16 хромосом. Какой набор хромосом имеют клетки эндосперма семени лука? В ответе запишите только количество хромосом.

5*. Хромосомный набор в соматических клетках зародыша пшеницы равен 14 хромосомам. Каким набором хромосом в соматических клетках обладает триплоидный сорт пшеницы? В ответе запишите только количество хромосом.

ЭНДОСПЕРМ - СОМАТИЧЕСКАЯ
1. В клетке эндосперма у вишни содержится 24 хромосомы. Какой набор хромосом имеет клетка ее листа? В ответе запишите только число хромосом.

2. В клетках эндосперма семени лилии 36 хромосом. Какой набор хромосом имеет клетка листа лилии? В ответе запишите только количество хромосом.

ГАМЕТА - ЭНДОСПЕРМ
1. В спермии цветкового растения находятся 10 хромосом. Сколько хромосом содержат клетки эндосперма этого растения? В ответе запишите только количество хромосом.

2. Сколько хромосом содержит клетка эндосперма семени цветкового растения, если в спермии этого растения 7 хромосом? В ответе запишите только соответствующее число.

ЭНДОСПЕРМ - ГАМЕТА
В клетке эндосперма семени кукурузы 30 хромосом. Какой набор хромосом имеет яйцеклетка кукурузы? В ответ запишите только количество хромосом.

ГАМЕТА - СОМАТИЧЕСКАЯ - ЭНДОСПЕРМ (РАСТЕНИЯ)
1. Количество хромосом в яйцеклетке гороха равно 17. Какое количество хромосом имеется в соматических клетках и клетках эндосперма этого организма? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

2. Сколько хромосом находится в клетках листа огурца и в клетках эндосперма огурца, если в спермии огурца 14 хромосом? В ответ запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

3. Количество хромосом в спермии кукурузы равно 16. Какое количество хромосом содержится в соматических клетках и клетках эндосперма этого организма? В ответ запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

ГАМЕТА - СОМАТИЧЕСКАЯ (ЖИВОТНЫЕ)
1. В яйцеклетке домашней кошки 19 хромосом, сколько хромосом в клетке её мозга? В ответ запишите только количество хромосом.

2. В сперматозоиде рыбы содержится 28 хромосом. Какой набор хромосом имеет соматическая клетка рыбы? В ответе запишите только количество хромосом.

3. Набор хромосом половых клеток картофеля равен 24. Какой набор хромосом имеют соматические клетки этого организма? В ответе запишите только количество хромосом.

4. В яйцеклетке ежа 48 хромосом. Какой набор хромосом имеет клетка кожи ежа? В ответе запишите только количество хромосом.

5. Сколько хромосом имеет соматическая клетка животного, если гаметы содержат 38 хромосом? В ответе запишите только соответствующее число.

СОМАТИЧЕСКАЯ - ГАМЕТА (РАСТЕНИЯ)
1. В соматической клетке пшеницы содержится 28 хромосом. Какой набор хромосом имеет ее спермий? В ответе запишите только число хромосом.

2. В соматических клетках ячменя находится 14 хромосом. Сколько хромосом в спермии ячменя. В ответ запишите только количество хромосом.

3. Сколько хромосом имеет ядро спермия крыжовника если ядро клетки листа содержит 16 хромосом. В ответ запишите только соответствующее число.

СОМАТИЧЕСКАЯ - ГАМЕТА (ЖИВОТНЫЕ)
1. В соматической клетке кошки 38 хромосом. Какой набор хромосом имеет яйцеклетка этого организма? В ответе запишите только количество хромосом.

2. В соматической клетке волка 78 хромосом. Какой набор хромосом имеют половые клетки этого организма? В ответе запишите только количество хромосом.

3. Число хромосом в соматических клетках голубя равно 80. Сколько хромосом в половых клетках самки голубя? Ответ запишите в виде числа.

СОМАТИЧЕСКАЯ - СОМАТИЧЕСКАЯ
В клетках стебля земляники 14 хромосом. Какой набор хромосом имеет клетка зародыша земляники? В ответе запишите только количество хромосом.

СОМАТИЧЕСКАЯ - ЗИГОТА
1. Диплоидный набор таракана составляет 48 хромосом. Какой набор хромосом имеет зигота таракана? В ответе запишите только количество хромосом.

2. В ядрах клеток слизистой оболочки кишечника позвоночного животного 20 хромосом. Какое число хромосом будет иметь ядро зиготы этого животного? В ответ запишите только соответствующее число.

3. В ядре соматической клетки тела человека в норме содержится 46 хромосом. Сколько хромосом содержится в оплодотворённой яйцеклетке? В ответ запишите только соответствующее число.

ЗИГОТА - СОМАТИЧЕСКАЯ
1. Сколько хромосом содержится в ядре клетки кожи, если в ядре оплодотворённой яйцеклетки человека содержится 46 хромосом? В ответ запишите только соответствующее число.

Масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6х10 -9 мг. Чему равна масса всех молекул ДНК в сперматозоиде? В ответе запишите только соответствующее число без х10 -9 .

СОМАТИЧЕСКАЯ - ПОСЛЕ МЕЙОЗА
Сколько хромосом содержится в ядре клетки после мейоза, если в диплоидном наборе содержится 80 хромосом? В ответе запишите только соответствующее число.

ЧИСЛО ХРОМОСОМ У ЧЕЛОВЕКА
1. Сколько хромосом содержится в клетке печени человека?

2. Сколько хромосом находится в соматической клетке человека в конце интерфазы? В ответе запишите только соответствующее число.

ХИТРО
1. Определите число хромосом в телофазе митоза в клетках эндосперма семени лука, если клетки корешков лука содержат 16 хромосом. В ответ запишите только количество хромосом.

2. Сколько полинуклеотидных цепочек будет содержать каждая хромосома в конце интерфазы? В ответе запишите только число.

Читайте также: